Soldadura: Diferenzas entre revisións

A '''soldadura''' e un [[proceso de fabricación]] onde realizasese realiza a unión de dous materiais, (xeralmente [[metais]] oou [[termoplásticos]]), usualmente logrados a través da coalescencia ([[fusión]]), na que as pezas son soldadas fundindo ambas e podendo agregar un material de recheo fundido (metal ou plástico), para conseguir un baño de material fundido (o baño de soldadura) que, oao enfriarse, convertesese converte nunha unión fixa. AsÁs veces a presión eé empregada conxuntamente cacoa calor, ou por si mesma, para producir a soldadura. Isto está en contraste con acoa soldadura branda (en inglés soldering) e a soldadura forte (en inglés brazing), que implican o derretemento dun material de baixo punto de fusión entre as pezas de traballo para formar un enlace entre eles, sen fundir as pezas de traballo.

MoitasPara fontesa desoldadura enerxíapodense diferentesempregar podenmoitas empregarsefontes parade aenerxía soldaduradiferentes, incluíndo unha chama de gas, un arco eléctrico, un láser, un raio de electróns, procesos de fricción ou ultrasón. A enerxía necesaria para formar a unión entre dúas pezas de metal xeralmente provenprovén dun arco eléctrico. A enerxía para aas soldaduras de fusión ou termoplásticos xeralmente provenprovén do contacto directo con unhacunha ferramenta ou cun gas quente.

MentresAo frecuentementese étratar frecuentemente undun proceso industrial, a soldadura pode ser feita en moitos ambientes diferentes, incluíndo o aire libre, debaixo da auga e no espazo. Sen importar a localización, sencómpre embargo,ter en conta que a soldadura siguesegue sendo perigosa, e débense tomar precaucións para evitar queimaduras, descargas eléctricas, fumes velenosos, e a sobreexposición aá luz ultravioleta.

Ata o final do século XIX, o único proceso de soldadura era a soldadura de fragua, que os ferreiros empregaron durante séculos para xuntar metais quentándoos e golpeándoos. A soldadura por arco e a soldadura a gas estaban entre os primeiros procesos en desenvolverse tardiamente no século, seguindo pouco despois a soldadura por resistencia. A tecnoloxía da soldadura avanzou rapidamente durante o principio do século XX mentres que a [[Primeira Guerra Mundial]] e a [[Segunda Guerra Mundial]] conducironacrecentaron a demanda de métodos de xunta confiables e baratos. Despois das guerras, foron desenvoltas varias técnicas modernas de soldadura, incluíndo métodos manuais como a soldadura manual do metal por arco, agora un dos máis populares métodos de soldadura, así coma procesos semiautomáticos e automáticos tales como Soldadura GMAW, soldadura de arco sumerxido, soldadura de arco con núcleo de fundente e soldadura por electroescoria. Os progresos continuaron coa invención da soldadura por raio láser e a soldadura con raio de electróns a mediados do século XX. Hoxe en día, a ciencia continúa avanzando. A soldadura robotizada está chegando a ser máis corrente nas instalacións industriais, e os investigadores continúan desenvolvendo novos métodos de soldadura e ganandogañando maior comprensión da calidade e as propiedades da soldadura.

A historia da unión de metais remontaseremóntase a varios milenios, cos primeros exemplos de soldadura dende a idadeIdade de bronceBronce ata idadeIdade de ferroFerro en Europa e no Oriente Medio. A soldadura foi empregada na construcciónconstrución do Pilar de ferro de Delhi, na India, erixido preto do ano 310 e cun peso de 5.4 toneladas. 1 A Idade Media trouxo avances na soldadura de fragua, na que os ferreiros repetidamente golpeaban e quentaban o metal ata que producia a unión. En 1540, Vannoccio Biringuccio publicóupublicou ao tratado De la pirotechnia, que inclueinclúe descripcionsdescricións das operaciónoperacións de forxado. Os artesanosartesáns do Renacemento eran habilidososhabelenciosos no proceso, e a industria continuócontinuou crecendomedrando durante os seculos seguintes.2 Sin embargoPorén, a soldadura foi transformada durante o seculo XIX. En 1800, Sir Humphre Dave descubriu o arco eléctrico, e os avances na soldadura por arco continuaron coas invencions dos electrodos de metal polo ruso, Nikolai Slavyanov, ée uno americano, C. L. Coffin a finais dos anos 1800, incluso como a soldadura por arco de carbón, que usaba un electrodo de carbón, ganóugañou popularidade. Arredor de 1900, A. P. Strohmenger lanzóu un electrodo de metal recuberto en Gran Bretaña, que deu un arco máis estable, e en 1919, a soldadura de corrente alterna foi inventada por C. J. Holslag.3

A soldadura por resistencia tamén foi desenvolta durante as décadas finais do seculo XIX, coas primeiras patentes de Elihu Thomson en 1885, quen produxoproduciu posteriores avances durante os seguintes 15 anos. A soldadura de aluminotérmica foi inventada en 1893, e arredor dese tempo, estableciuseestableceuse outro proceso, a soldadura a gas. O acetileno foi descuberto en 1836 por Edmund Davy, pero o seu emprego na soldadura no foi práctico ata cerca de 1900, cando foi desenvolto un soplete convinteaxeitado.4 OAo principio, a soldadura de gas foi un dos máis populares métodos de soldadura debido aá suasúa portabilidade e custo relativamente baixo. SinNon embargoobstante, a medida que progresaba o seculo 20,XX baixoubaixaron as preferencias para as aplicacións industriais. En gran parte foi sustituidasustituída pola soldadura de arco, na medida que continuaron sendo desenvoltas as cubertas de metal para o electrodo (conocidascoñecidas como fundente), que estabilizan o arco e protexen o material base das impurezas.5

A Primeira Guerra Mundial causóucausou un repunte importante no emprego dos procesos de soldadura, coas diferentes forzas militares procurando determinar cales dos varios procesos novos de soldadura serían os mellores. Os británicos empregaron primariamente a soldadura por arco, incluso construindoconstruíndo unha nave, o Fulagar, cun casco enteiramente soldado. Os estadounidenses eran máis vacilantes, pero comenzaron a recoñecer os beneficios da soldadura de arco cando o proceso permitiulleslles permitiu reparar rápidamenterapidamente as naves despois dos ataques alemansalemáns no puertoporto de Nova Iorque oao principio da guerra. Tamén a soldadura de arco foi aplicada primeiro nos avionsavións durante a guerra, pois algunsalgunhas fuselaxes dos aeroplans alemans foron construidosconstruidas empregando o proceso.6

Durante os anos 1920, importantes avances foron feitos na tecnoloxía da soldadura, incluindoincluíndo a introducciónintrodución da soldadura automática en 1920, na que o arame do electrodo era alimentado continuamente. O gas de protección convirtiuseconverteuse en unnun tema recibindode moitaespecila interese e atención, mentrasmentres que os científicos procuraban protexer as soldaduras contra os efectos do oxíxenoosíxeno e o nitróxeno da atmósferaatmosfera. A porosidade e a fraxilidade eran os problemas primarios, e as solucionssolucións que desenvolveron incluironincluíron o uso do hidróxeno, argón, e helio como atmósferasatmosferas da soldadura.7 Durante a seguinte década, posteriores avances permitiron a soldadura de metais reactivos como o aluminio e o magnesio. EstoIsto, conxuntamente conco desenvolvemento da soldadura automática, a corrente alterna, e os fundentes, alimentaron unha importante extensión da soldadura de arco durante os anos 1930 e durante a Segunda Guerra Mundial.8

A mediados do seculo XX, foron inventados moitos métodos novos de soldadura. 1930 viu o lanzamento da soldadura de perno, que pronto chegóuchegou a ser popular na fabricación de naves e ana construcciónconstrución. A soldadura de arco sumerxido foi inventada o mesmo ano, e continúa sendo popular hoxe en día. En 1941, despois de décadas de desenvolvemento, a soldadura de arco de gas tungsteno foi finalmente perfeccionada, seguida en 1948 pola soldadura por arco metálico con gas, permitindo a soldadura rápida de materiais non ferrosos pero requirindo custosos gases de protección. A soldadura de arco metálico protexido foi desenvolta durante os anos 50, empregando un fundente de electrodo consumible cuberto, e convirtiuseconverteuse rápidamenterapidamente no máis popular proceso de soldadura de arco metálico. En 1957, debutóudá comezo o proceso de soldadura por arco con núcleo fundente, no que o electrodo de arame auto protexidoautoprotexido podía ser empregado cun equipo automático, obtendo altas velocidades de soldadura, e éseese mismomesmo ano foi inventada a soldadura de arco de plasma. A soldadura por electroescoria foi introducida en 1958, e foi seguida en 1961 pola soldadura por electrogas.9

Outros desenvolventosdesenvolvementos recientesrecentes na soldadura incluen en 1958 o importante logro da soldadura con raio de electrons, facendo posible a soldadura profunda e estreita por medio da fonte da calor concentrada. Seguindo a invención do láser en 1960, a soldadura por raio láser debutóiníciase varias décadas máis tarde, e demostrousedemostrou ser especialmente útil na soldadura automatizada de alta velocidade. SinNon embargoobstante, ambos procesos continúan sendo altamente custosos debido oao alto prezo do equipo necesario, e estoisto limitou as súas aplicacions.10

EstosEstes procesos empregan unha fonte de alimentación de soldadura para crear e mantenermanter un arco eléctrico entre o electrodo e o material base para derretirderreter os metais no punto da soldadura. Poden empregar tanto corrente continua (DC) como alterna (AC), e electrodos consumibles ou non consumibles que están cubertos por un material chamado revestimento. AÁs veces, a rexión da soldadura eé protexida por un certo tipo de gas inerte ou semi inertesemiinerte, conocidocoñecido como gas de protección, e o material de recheo aás veces e empregado tamén.

O soldeo brando e forte e un proceso no que non se produce a fusión dos metais base, so únicamente do metal de aportación. sendo o primerprimeiro proceso de soldeo empregado polo home, xa na antiguaantiga Sumeria.

• O soldeo brando se dadáse a temperaturas inferiores a 450 ºC.

• O soldeo forte se dadáse a temperaturas superiores a 450 ºC.

• O soldeo forte a altas temperaturas se da arequire temperaturas superiores a 900ºC.

Para prover a enerxía eléctrica necesaria para os procesos da soldadura de arco, poden ser empregadas un número diferentesdiferente de fontes de alimentación. A clasificación máis común son as fontes de alimentación de corrente constante e as fontes de alimentación de voltaxe constante. Na soldadura de arco, a lonxitude do arco está directamente relacionada con ocoa voltaxe, e a cantidade de entrada de calor está relacionada coa corrente. asAs fontes de alimentación de corrente constante son empregadas con máis frecuencia para os procesos manuais de soldadura tales como a soldadura de arco de gas tungsteno e soldadura de arco metálico protexido, porque elas manteñen unha corrente constante incluso mentras oa voltaxe varía. EstoIsto eé importante na soldadura manual, exa que pode ser difícil sostenersoster o electrodo perfectamente estable, e como resultado, a lonxitude do arco e oa voltaxe tende a fluctuarflutuar. As fontes de alimentación de voltaxe constante manteñen oa voltaxe constante e varían a corrente, e como resultado son empregadas máis a miudomiúdo para os procesos de soldadura automatizados tales como a soldadura de arco metálico con gas, soldadura por arco de núcleo fundente, e a soldadura de arco sumerxidosomerxido. NestosNestes procesos, a lonxitude do arco é mantida constante, posto que calquercalquera fluctuaciónflutuación na distancia entre material base eé rápidamente rectificado por un cambio grande na corrente. Por exemplo, sise o arame e o material base se acercan demasiado, a corrente aumentará rápidamenterapidamente, o que aá suasúa vez causa queun aumenteaumento ade calor e ana extremidade do arame fundaseque se funde, volvéndovolvendo aá suasúa distancia de separación orixinal.11

O tipo de corrente empregado na soldadura de arco tamén xoga un papel importante. Os electrodos de proceso consumibles como os da soldadura de arco de metal protexido e a soldadura de arco metálico con gas xeralmente empregan corrente directa, pero o electrodo pode ser cargado positiva o negativamente. Na soldadura, o ánodo cargado positivamente terá unha concentración maior dade calor, e como resultado, cambiar a polaridade do electrodo ten un impacto nas propiedades da soldadura. SiSe o electrodo eé cargado negativamente, o metal base estará máis quente, incrementando a penetración e a velocidade da soldadura. Alternativamente, un electrodo positivamente cargado resulta en soldaduras máis superficiais.12 Os procesos de electrodo no consumibles, tales como a soldadura de arco de gas tungsteno, poden empregar calqueiracalquera tipo de corrente directa, así como tamén corrente alterna. Sin embargoPorén, coa corrente directa, debido a que o electrodo sosó crea o arco e non proporciona o material de recheo, un electrodo positivamente cargado causa soldaduras superficiais, mentras que un electrodo negativamente cargado fai soldaduras máis profundas.13 A corrente alterna movesemóvese rápidamente entre estas duasdúas, dando por resultado as soldaduras de mediana penetración. unha desventaxadesvantaxe da CA, o feito de que o arco debe ser reencendido despois de cada paso por cero, tratouse coa invención de equipos especiais que producen un patrón cadrado de onda en vez do patrón normal da onda seno, facendo posibles pasos a cero rápidos e minimizando os efectos do problema.14