Definición
Se define como soldadura a la unión de dos o más piezas de metal, por medio de un proceso que implica la utilización de fuerzas de cohesión las cuales derivan en un enlace fortificado. El proceso de soldadura busca en esencia lograr que las superficies de los elementos de acero se acerquen o se unan atendiendo órdenes subatómicas, propiciando así condiciones en las que dicha unión no altere o deteriore a ambos componentes, para dicho proceso se debe emplear una fuente de energía.
Existen diferentes fuentes de energía o procesos que propician la soldadura, por un lado se tiene el empleo de calor, en este proceso los bordes de las piezas de metal a unir se pueden fundir para que de esta manera se mezclen en estado líquido y así lograr el acercamiento atómico y al solidificarse estos se atraigan formando una nueva unión o red cristalina. Otro procesos es por aplicación de presión, durante este procedimiento las capas de óxido se rompen, posteriormente los niveles de crestas y valles se nivelan por deformación plástica, lo cual da lugar a una unión metalúrgica.
Por último se tiene la soldadura en fase líquida, en este proceso los materiales que pretenden fusionarse se realizan por el fundido de un material extra, mismo que es procesado por una fuente de calor generada por un arco eléctrico o también conocido como planta de soldar, aunque también puede ser por medio de una llama.
Acero Soldable
- Componente base Carbono al 0.4%
- Soldadura por Arco eléctrico, Gas o presión.
- El nivel de soldabilidad depende de la resistencia y conductividad eléctrica que manejen
- Considerar y evaluar procesos de pre-calentado y tratamientos térmicos post soldadura.
- Templabilidad por soldadura
- Metales Ferrosos: Principalmente el acero y el aluminio, por su alta resistencia y baja aleación
- Metales no ferrosos : Incluye los metales pesados con una densidad de 5 Kg/dm³, metales ligeros con una densidad de 2 y 5 Kg/dm³ y metales ultra ligeros con una densidad de 2 Kg/dm³.
Composición del acero soldable
El acero abarca una amplia gama de metales los cuales tienen como base principal el hierro; el acero como tal es una aleación entre el hierro y el carbono, como con elementos metálicos como el manganeso, cromo, níquel, así como no metálicos como el silicio, fósforo o azufre. Esta clasificación está ligada de manera directa en el proceso de soldadura para dicho material, pues la aleación que lo compone determinara que fuente de energía se implementará.
Existe un proceso conocido como templabilidad de soldadura, mismo que se determina por la composición química del acero a soldar el cual dicta que entre mayor cantidad de carbono y otros elementos contenga la aleación la templabilidad será mayor pero su soldabilidad será menor. Para poder determinar de mejor manera que aleaciones son las más óptimas para lograr una excelente soldadura se implementa la medida de contenido equivalente de carbono, la cual hace una comparación de un acero con bajo contenido de carbono al de la aleación que se pretenda procesar.
Propiedades de los aceros soldables
Se considera como acero soldable, al que en su composición el carbono tiene una equivalencia menor del 0.4% (según la fórmula de International Institute o Welding), dicho valor indicará si los demás elementos que componen la aleación afectarán o no en la formación de microestructuras las cuales se forman al realizar el proceso de soldado, ya sea por calor, por presión o por un material externo. Si bien este procedimiento es de los más confiables para poder realizar la soldadura del acero, también se debe determinar y evaluar los procesos de pre calentamiento y los tratamientos térmicos post soldadura.
Los aceros que se pueden soldar con mayor facilidad implementando cualquier proceso ya sea por resistencia, gas o bien por arco eléctrico son los que en su composición química tengan una baja composición de carbono, mismos que son conocidos como aceros de bajo carbono en los cuales este elemento debe oscilar entre el 0.10 al 0.25%, mientras que los demás elementos como manganeso debe tener niveles del 0.25 y el 1.5%, fósforo un máximo del 0.4% y 0.5% máximo de azufre.
Tipos de acero soldable
La soldabilidad de los metales y las aleaciones que los componen son las que determinan de manera directa su nivel de resistencia eléctrica. Esto se determina de dos formas, existen los metales que tienen alta resistencia eléctrica y baja conductividad, estos requieren de poca intensidad para soldarse pero el tiempo de corriente debe ser más alto, en este caso el acero es el que cumple con esta característica. Otro tipo son los metales de baja resistencia eléctrica y alta conductividad, por ende a diferencia de los de alta resistencia se logran soldar por intensidades altas con tiempos de corriente cortos, en estos metales podemos encontrar al aluminio y el cobre.
Otro tipo de clasificación para identificar de mejor manera los metales o aceros soldables se tiene una segunda clasificación, la cual se divide en metales ferrosos y los no ferrosos.
Metales ferrosos: esta clase de metales incluye dos que son el acero y el aluminio, de los cuales el primero cumple con la regla de templabilidad de soldadura, la cual depende en su totalidad de la composición química de esta aleación, pues el nivel de soldabilidad es inversamente proporcional al de la templabilidad. Los aceros de alta resistencia y baja aleación son los más óptimos para realizar un excelente proceso de soldadura.
El aluminio también forma parte de esta clasificación, pues la composición química que contiene es fundamental para poder lograr una soldadura eficiente, aunque se debe de tomar en cuenta el material de unión y la velocidad al estar soldando, pues si este se calienta de más se puede agrietar.
Metales no ferrosos: Para esta clasificación se tienen tres tipos entre los que figuran los metales pesados, los ligeros y los ultraligeros. Los metales pesados tienen una densidad igual o mayor a los 5 Kg/dm³, dentro de los cuales se tiene al Estaño, el Cobre, Zinc, Plomo, Cromo, Níquel y el cobalto, todos y cada uno tienen diferentes aplicaciones desde la hojalatería, como el endurecimiento o fabricación de metales duros.
Los metales ligeros por su parte su densidad oscila entre los 2 y 5 Kg/dm³, en esta clasificación destaca el titanio, material ideal para el armado de herramientas así como su implementación en la aeronáutica, principalmente en el armado de turbinas. Por último se tienen los metales ultraligeros, de los cuales su densidad es menor a los 2 Kg/dm³, dentro de los cuales destaca el magnesio, el cual tienen un nivel de resistencia mucho más alto que el aluminio.
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