¿Cómo funciona la soldadura?
Rascacielos, coches exóticos, lanzamientos de cohetes ... ciertas cosas simplemente llaman tu atención. Soldar , aparentemente, no es uno de ellos. Es posible que hayas pasado toda tu vida sin pensar nunca en el tema. Seguramente le sorprenderá saber que, según algunas estimaciones, la soldadura representa hasta el 50 por ciento del producto nacional bruto de los Estados Unidos de América. Sin soldadura, ninguno de esos asombrosos rascacielos, automóviles o cohetes existiría.
Soldar es, en esencia, simplemente un método para unir dos piezas de metal. Aunque existen otras formas de unir metales (remachado, soldadura...), la soldadura se ha convertido en la primera opción por su resistencia, eficacia y versatilidad.
Hay muchos métodos de soldadura diferentes y se están descubriendo otros nuevos. Algunos procesos utilizan calor para esencialmente fundir las dos piezas de metal, a menudo agregando "relleno" a la unión para que actúe como agente adhesivo. Otros métodos dependen de la presión para unir el metal y algunos usan una combinación de calor y presión. A diferencia de la soldadura, donde las piezas metálicas que se unen permanecen sin cambios, el proceso de soldadura siempre cambia el material que se une.
Esto puede parecer poco importante, pero es crucial para comprender por qué la soldadura produce uniones tan fuertes. En los procesos de soldadura fuerte y fuerte se unen dos piezas de metal introduciendo en la mezcla un tercer material (con un punto de fusión más bajo). Agregar ese tercer material entre las superficies de las piezas originales une las piezas. La unión, sin embargo, es tan fuerte como el material de unión. La soldadura, por otro lado, elimina intermediarios y une las piezas originales directamente entre sí. El resultado es una unión fuerte y cohesiva que a menudo es tan fuerte como el propio material.
En este artículo, analizaremos más de cerca exactamente cómo funciona la soldadura . También examinaremos algunas de las muchas situaciones en las que se utiliza la soldadura,con la experiencia y el equipo necesarios para que todo esto suceda. Pero antes de hacerlo, veamos dónde empezó todo.
Con toda la maquinaria involucrada en los procesos de soldadura, puede pensar que la soldadura es un proceso relativamente nuevo. En realidad, la soldadura existe desde hace miles de años. Se han encontrado primeros ejemplos de soldadura en lugares que van desde Irlanda hasta la India, y algunos se remontan a la Edad del Bronce. Por supuesto, estas civilizaciones no tenían la gran cantidad de herramientas y maquinaria a las que ahora tienen acceso los soldadores. ¿Cómo consiguieron soldar?
El proceso que utilizaron se conoce como forja. Para comenzar el proceso, los herreros calentaban el metal hasta que adquiriera un color rojo brillante (pero aún no líquido). Luego, los herreros colocaban las dos piezas, ligeramente superpuestas, sobre el yunque y las remachaban. El remachado tiene varias limitaciones. Sólo se pueden remachar entre sí metales relativamente blandos y el proceso es muy laborioso. Sin embargo, en lugares sin electricidad se sigue utilizando este procedimiento.
La forja fue la única posibilidad hasta el siglo XIX. Sin embargo, con el inicio de la revolución industrial, numerosos descubrimientos impulsaron el desarrollo de la soldadura. La investigación sobre la electricidad trajo electrodos y arcos eléctricos. A mediados de siglo se desarrollaron antorchas rudimentarias. Ambos descubrimientos influirán significativamente en los métodos de soldadura del próximo siglo.
A finales del siglo XIX, la soldadura se estaba convirtiendo en la fuerza impulsora de la fabricación. Sin embargo, los métodos de esta época no eran perfectos. La oxidación (el proceso de unión del metal en partículas de oxígeno en la atmósfera) se produjo durante el proceso de soldadura y las uniones soldadas eran porosas y quebradizas. Este tipo de soldaduras suponen un grave riesgo para los trabajadores. Por ejemplo, durante el período de 1895 a 1905, calderas mal construidas explotaban a diario, provocando miles de muertes. Claramente existía una necesidad urgente de mejores métodos de soldadura. A continuación aprenderemos más sobre los métodos nuevos y mejorados, comenzando con una mirada más cercana a los detalles específicos del oficio.
Soldadura en el mar y en el espacio
Los soldadores buceadores reparan habitualmente barcos y plataformas petrolíferas, normalmente utilizando soldadura por arco eléctrico (evitando el uso de llama). La soldadura en el espacio se encuentra en el otro extremo del espectro. El vacío del espacio crea un ambiente de soldadura ideal porque no hay gases que interactúen con el punto de soldadura.
La soldadura fuera de la atmósfera terrestre hizo posible la Estación Espacial Internacional.
Detalles específicos de la soldadura 
Al igual que el ajedrez , la soldadura es fácil de aprender, pero difícil de dominar. Los soldadores profesionales tienen una gran cantidad de variables diferentes a considerar al realizar el trabajo. No importa cuán complicado sea el trabajo, solo se necesitan tres cosas para completarlo: equipo de soldadura , material de soldadura y equipo de seguridad . El equipo de soldadura más básico, para uso ocasional en un taller doméstico, se puede encontrar por menos de 100 euros. Es habitual que estos dispositivos estén destinados a la soldadura por arco eléctrico (REL) o a la soldadura por electrodos. Muchas unidades sólo tienen un interruptor de encendido/apagado en términos de controles, lo que las hace fáciles de operar. Sin embargo, algunos dispositivos (como los que se utilizan en la soldadura láser) son tan caros y complejos que sólo se utilizan en grandes industrias. En cuanto a los materiales, algunos son más fáciles de soldar que otros. El acero puede ser una excelente opción debido a su resistencia, disponibilidad y soldabilidad. Por regla general, cuanto más resistente es el acero, más difícil resulta soldarlo. Por consiguiente, se han desarrollado varias aleaciones de acero mediante soldadura. Por supuesto, se puede soldar casi cualquier metal, incluido el hierro fundido, el bronce, el aluminio e incluso el titanio, aunque este último requiere una atmósfera muy protegida porque el metal es muy reactivo. Independientemente de lo que sueldes, recuerda:
la seguridad es lo primero . Si alguna vez ha visto soldar en persona, podrá presenciar la luz cegadora que crea el proceso. Mirar directamente al lugar de la soldadura sin protección puede producir una inflamación corneal dolorosa con una sensación similar a la arena en el ojo. No es de extrañar que una buena máscara de soldadura sea un requisito previo para cualquier equipo de protección. Las máscaras para soldar vienen en muchos estilos. Los más sencillos son los que tienen un panel oscurecido a través del cual el soldador mira mientras suelda.Las máscaras más avanzadas se oscurecen automáticamente a medida que el punto de soldadura se vuelve más brillante. Además de un brillo cegador, la soldadura puede generar temperaturas de hasta 5.500 grados centígrados y numerosas chispas, por lo que se requieren guantes y mangas largas.
Por último, la ventilación adecuada es fundamental, dependiendo del método de soldadura. Los soldadores pueden estar expuestos a sustancias nocivas como plomo, mercurio y monóxido de carbono. Las válvulas de ventilación pueden evitar la acumulación de humos en el área de trabajo.
Cómo funciona la soldadura
Estamos listos para empezar a soldar. La mayoría de las uniones soldadas hoy en día se clasifican en una de dos categorías: soldadura por arco y soldadura con gas.
La soldadura por arco utiliza un arco eléctrico para fundir los materiales de trabajo, así como el material de relleno para las uniones soldadas. La soldadura por arco implica conectar un cable a tierra al material de soldadura u otra superficie metálica. El segundo alambre se coloca sobre el material a soldar. Después de que el cable se separa ligeramente del material, se crea un arco eléctrico. Se ve como cuando sacas los cables de encendido de la batería. Luego, el arco une las piezas de trabajo con un material de relleno que ayuda a mantener las piezas juntas.
Introducir el relleno en la junta requiere mano firme y atención a los detalles. A medida que la varilla se derrite, el soldador debe introducir continuamente material adicional en la junta mediante movimientos pequeños y seguros. Estos movimientos son los que dan a las soldaduras su apariencia especial. Moverse demasiado rápido o demasiado lento, o mantener el arco demasiado cerca o demasiado lejos del material puede crear malas soldaduras.
La soldadura REL, la soldadura con gas inerte (comúnmente conocida como soldadura con gas inerte de metal o MIG) y la soldadura con gas por arco de tungsteno (a menudo llamada soldadura con gas inerte de tungsteno o TIG) son soldadura por arco.
Estos tres métodos comunes tienen sus ventajas y desventajas. La soldadura con electrodos, por ejemplo, es barata y fácil de aprender. También es más lento y menos versátil que otros métodos. Por el contrario, la soldadura TIG es difícil de aprender y requiere equipo de soldadura especial. Sin embargo, la soldadura TIG produce soldaduras de alta calidad y puede soldar materiales que otros métodos no pueden.
La soldadura con gas es otro método popular de soldadura. Este proceso normalmente utiliza un soplete de acetileno/oxígeno para fundir el material de trabajo y la varilla de soldadura. El soldador controla el soplete y la varilla simultáneamente, creando así un control total sobre la soldadura. Si bien la soldadura con gas es menos común en la industria, todavía se usa a menudo para mantenimiento y reparaciones, así como en esculturas (más sobre esto más adelante).
„ Soldadura extrema“
Los arcos eléctricos al rojo vivo y los sopletes no son un juego de niños, pero existen formas más extremas de soldar. La soldadura por explosión utiliza la presión creada por una poderosa explosión para unir metales. La soldadura por rayo láser se basa en potentes láseres para fusionar metales. La soldadura ultrasónica utiliza vibraciones de alta frecuencia que hacen que las moléculas de metal resuenen y así se unan.
Es difícil encontrar una buena soldadura
Podemos recordar la historia de la soldadura y que las soldaduras quebradizas y porosas han causado graves problemas de seguridad en aplicaciones industriales. Gran parte del problema de esas primeras soldaduras se debe a la oxidación. A medida que la ciencia de la soldadura ha avanzado, también lo han hecho los métodos para proteger el lugar de soldadura del oxígeno. En la soldadura con electrodos, por ejemplo, el electrodo se recubre con una capa protectora. Esta protección tiene varios propósitos diferentes, uno de los cuales es crear una protección de gas para el punto de soldadura. La soldadura MIG y TIG llega incluso a utilizar depósitos de gas que envuelven continuamente el punto de soldadura en gases inertes. La protección del punto de soldadura contra la oxidación es esencial para la formación de una soldadura fuerte.
El proceso de preparación en sí es quizás igual de importante para producir soldaduras fuertes. Asegurarse de que los materiales de trabajo estén libres de grasa, suciedad y polvo es sólo el primer paso para preparar adecuadamente la unión soldada. Elegir el tipo correcto de unión es crucial para una soldadura de calidad.
Después de soldar, puede comprobar la calidad de la soldadura de varias formas. Una inspección visual puede mostrar que el soldador estaba trabajando a la velocidad o amperaje incorrecto, creando grietas y largas irregularidades. Los soldadores también pueden controlar su trabajo mediante pruebas de partículas magnéticas, penetración de líquidos, pruebas ultrasónicas, inspección por rayos X, pruebas de presión u otros métodos que destruyen la soldadura en el proceso de control y que a menudo también se utilizan para determinar la calidad de la soldadura.Independientemente de qué prueba se utilice, garantizar que la soldadura sea fuerte y segura es un paso importante en el proceso.
Soldadura en la industria y el arte
La mayoría de los trabajos de soldadura están relacionados con la producción en las industrias. Industria automovilística, construcción naval, construcción comercial, construcción de puentes... la lista de trabajos de soldadura sigue y sigue.
Aunque la mayoría de los soldadores son hombres, miles de mujeres se ganan la vida soldando. Las soldadoras desempeñaron papeles clave en la construcción naval durante la Segunda Guerra Mundial.
Una de las aplicaciones más interesantes de la soldadura proviene de la comunidad artística. Algunos de los primeros ejemplos de soldadura fueron obras de arte, como el pilar de hierro de Delhi, India, y cuencos y tapas de oro que datan de más de 1.000 años. Estructuras como los arcos de St. Louis Gateway (192 metros de altura y construido para durar 1.000 años) y el Atomium de Bruselas ilustran hasta dónde ha llegado el arte de la soldadura.
La tradición de la soldadura artística sigue siendo fuerte, ya que la soldadura crea enormes esculturas que pesan varias toneladas. Aunque los artistas constituyen sólo un pequeño segmento de la industria de la soldadura, pueden mostrar el potencial de la soldadura a millones de personas.
