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5/17/2018 Soldadura Autógena - slidepdf.com
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Soldadura Autógena.
La Soldadura Autógena es un tipo de fusión conocida tambiéncomo soldadura oxi-combustible u oxiacetilénica. Lasoldadura oxiacetilénica es la forma más difundida desoldadura autógena. En este tipo de soldadura,la combustión se realiza por la mezcla de acetileno y oxígenoque arden a la salida de una boquilla (soplete). La soldaduraautógena no requiere de aporte de material. (Material deaporte es el que deposita la varilla de la soldadura)Este tipo de soldadura puede realizarse con material deaportación de la misma naturaleza que la del materialbase (soldadura homogénea) o de diferente material(heterogénea) y también sin aporte de material(soldadura autógena). Es un procedimiento que permite unir metales, utilizando el calor producido por la combustión de los gasesoxígeno-acetileno u oxígeno- propano.Los gases en estado comprimido son en la actualidad prácticamente indispensables para llevar a cabo la
mayoría de los procesos de soldadura. Por su gran capacidad inflamable, el gas más utilizado es el acetilenoque, combinado con el oxígeno, es la base de la soldadura oxiacetilénica y oxicorte, el tipo de soldadura por gas más utilizado.
Materiales necesarios para realizar una soldadura autógena
Soplete con botellas Oxígeno y Acetileno: El quemador expulsa la mezcla de oxígeno y de gas, es la partemás importante de un equipo de soldadura autógeno. El gas mezclado con oxígeno es el acetileno, un gashidrocarburo no saturado. Cuidado, no es fácil notar su escape.
Mezcla gaseosa: Se efectúa con la boquilla del soplete. Se pone en contacto el oxígeno a gran velocidad y elacetileno a baja presión. En la abertura de la boquilla una depresión que provoca la aspiración de acetileno ypermite la mezcla.
Manómetros: Permiten reducir la presión alta dentro de las botellas hasta un valor que permite la producciónde una llama utilizable: 1 bar para el oxígeno, 0,4 bar para el acetileno.
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Para lograr una fusión rápida (y evitar que el calor sepropague) se utiliza un soplete quecombina oxígeno y acetileno. La mezcla se produce con unpico con un agujero central del que sale acetileno, rodeado de4 o más agujeros por donde sale el. Ambos gases secombinan en una caverna antes de salir al pico, por donde seproduce una llama color celeste, muy delgada. Esta llamaalcanza una temperatura de 3200ºC.Se pueden soldar distintos materiales: acero, cobre, latón,aluminio, magnesio, fundiciones y sus respectivas aleaciones.
El procedimiento de encendido para la flama es el siguiente:
Se abren las dos válvulas. Utilizar preferentemente, un encendedor especial para encender la
mezcla gaseosa. Por lo general, la llama tendrá un aspecto blanco amarillento, lo que indica que la
mezcla es muy rica en acetileno. Aparecerá, además, separada del tubo.
Caudal de acetileno: Se disminuye ahora, progresivamente, el caudal de acetileno hasta que la
llama "vuelva a pegarse" al tubo. La mejor manera de asegurar un reglaje óptimo para la soldaduraes comenzar con un exceso de acetileno para ir disminuyendo poco a poco su caudal.
SeguridadPara realizar soldaduras sin poner en peligro la salud, deben tomarse ciertas precauciones: Equipo de protección personalEs significativo el riesgo de quemaduras ; para prevenirlas, los soldadores deberán usar ropa de
protección así como guantes de cuero gruesos y chaquetas protectoras de mangas largas para evitar la exposición al calor y llamas extremos. Asimismo el brillo del área de la soldadura conduce puede producir la inflamación de la córnea y quemar la retina. Los lentes protectores y el casco de soldadura con placade protección protegerán convenientemente de los rayos UV. Quienes se encuentren cerca del áreade soldadura, deberán ser protegidos mediante cortinas translúcidas hechas de PVC, aunque no deben ser usadas para reemplazar el filtro de los cascos.
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Exposición a humos y gases
También es frecuente la exposición a gases peligrosos y a partículas finas suspendidas en el aire.Los procesos de soldadura a veces producen humo, el cual contiene partículas de varios tipos de óxidos, queen algunos casos pueden provocar patologías tales como la fiebre del vapor metálico. Muchos procesosproducen vapores y gases como el dióxido de carbono, ozono y metales pesados, que pueden ser peligrosossin la ventilación y el entrenamiento apropiados. Debido al uso de gases comprimidos y llamas, en variosprocesos de soldadura está implícito el riesgo de explosión y fuego. Algunas precauciones comunes incluyenla limitación de la cantidad de oxígeno en el aire y mantener los materiales combustibles lejos del lugar detrabajo.
Las ventajas de la soldadura Autógena son que:
Con este procedimiento se elimina la porosidad de los materiales.
Alcanza alta temperatura de llama.
Suelda materiales Ferrosos y No ferrosos
Se puede o no utilizar material de aporte.
En cuanto a las desventajas de este tipo de soldadura son:
Es un proceso más caro (aun mas que el de Oxigeno-propano)
Produce deformaciones por la gran concentración de calor.
La soldadura en espesores gruesos resulta antieconómico.
Tipos de Llamas:
Llama Neutra: Tiene una proporción de oxigeno a acetileno, uno a uno. Es la llama soldadora por
excelencia.
Llama Carburante: Tiene exceso de acetileno. La llama tiende a alargarse.
Llama Oxidante: Tiene un exceso de oxigeno. La llama tiende a acortarse. Se usa para soldar
materiales específicos. (Bronces)
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Oxicorte manual
El oxicorte o corte con llama, es una técnica auxiliar a la
soldadura, que se utiliza para la preparación de los bordes de laspiezas a soldar y para realizar el corte de chapas, barras de acero
al carbono de baja aleación u otros elementos ferrosos. El cual
consiste en calentar la pieza hasta una temperatura alta, pero
inferior a la de fusión, aplicando luego un chorro de oxígeno a
presión sobre la zona caliente. Este oxígeno provoca la combustión del hierro, transformándolo en
óxidos (escorias) que se eliminan por la acción mecánica del chorro.
En otras palabras, el procedimiento se basa en la gran capacidad de oxidación de los productos
férricos y en lo fácil que resulta la eliminación de los óxidos formados. Una pieza de hierro, o de
acero, expuesta a la acción del aire, experimenta una oxidación progresiva. La oxidación, o
combinación del metal con el oxigeno del aire, va transformando gradualmente, el producto inicialen óxido de hierro. A la temperatura ambiente esta reacción es muy lenta, pero si se calienta la
pieza y se expone al aire, se observa una oxidación mucho más profunda y casi instantáneamente.
El oxicorte es básicamente aplicable con buenos resultados para aceros al carbono y aceros de
baja aleación. El gas combustible puede ser acetileno, propano, gas natural o gases mezcla
Para este proceso se usan sopletes de aspiración, equipados con boquilla de presión. Para
cortar chapas delgadas se usan “boquillas escalonadas”. Para grosores mayores se usan
boquillas anulares, ranuradas o de bloque. Se pueden recomendar también sopletes de
oxicorte manual sin boquilla de presión -con boquillas de corte que mezclan gases. Estas
herramientas ofrecen gran seguridad con respecto a al retroceso de la llama. La presión del
oxigeno para el corte suele ser de un orden de 6 bar como mínimo. La presión de trabajo
correcta se puede consultar en la tabla de corte que viene troquelada en la boquilla. El diseño
de la boquilla y la presión del oxigeno se corte se relacionan entre sí. Por lo tanto, solo tiene
sentido establecer una presión mayor que la indicada en la tabla cuando se produce una
pérdida de presión, como por ejemplo, en mangueras muy largas.
Las boquillas de corte se dividen en:
Boquillas tipo estándar: Hasta una presión de 6 bar aprox.
Boquilla de corte rápido: Hasta una presión de oxigeno de corte de 8 bar aprox.
Boquilla de gran potencia: Hasta una
presión de oxigeno de corte de 11 bar
aprox.
Es recomendable cuidar las boquillasde corte
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Útiles y herramientas de trabajo
El soplete es la herramienta que principalmente se usa y esto es lo que hay que
saber sobre ella antes de empezar a usarlo. El soplete de corte se compone, en principio de unsoplete ordinario que permite calentar un punto del acero a la temperatura de corte es decir de 1200 a 1300°C y de un dispositivo que aporta el oxígeno necesario para la oxidación del hierro; a este último se le da el
nombre de oxígeno de corte, mientras que a la llama del soplete destinada a mantener la reacción, se le da elnombre de llama de calefacción.El proceso de la operación es el siguiente: primeramente se regula normalmente la llama de
calefacción, como si procediéramos a soldar, y se dirige sobre el lugar donde se desea realizar el corte. En elmomento en que la zona calentada se pone al rojo, se lanza el chorro de oxígeno que atraviesa el metalproyectando óxido de hierro; de esta forma se logra el cebado del corte; vasta entonces con desplazar elsoplete a una velocidad conveniente para que la operación continúe regularmente.
Esta es la forma que tiene con sus componentes:
Pasos Para cortar:
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Características de ejecución de los cortes.
Hemos dicho anteriormente que la potencia del soplete, bien con el diámetro de la boquilla de corte o bien,
actuando sobre la presión del oxígeno de la llama.
La tabla siguiente da las características de ejecución de cortes con llama oxiacetilénica para espesores de
acero variando entre los 5 y los 125 mm.
Características de ejecución de los oxicortes.
Espesores
a cortar
(mm)
Diámetro de
la boquilla
de corte
(1/10)
Presión de
oxígeno
(kg/cm2 )
Velocidad de avance
(m/h) Consumo
mano máquina
De oxígeno por
metro de corte
De acetileno por metro
de corte
5
8
10
12
15
20
25
30
35
40
50
75
100
125
6
8
10
10
10
10
15
15
15
20
20
25
30
30
1
1.5
1.5
175
2.0
2.5
2.0
2.5
3
3
3.5
4
4
5
20
17.5
15
13
12
11
10
9.5
9
8.5
7
6
5
3 a 4
25
22
20
16
14
10.5
7.5
7
60
96
120
145
185
250
325
400
480
560
750
1275
1500
2000
14
16
20
24
26
32
36
40
46
55
80
125
150
175
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Base del cálculo del consumo de oxígeno de corte.
En la práctica corriente puede calcularse rápidamente el consumo de oxígeno correspondiente a un corte deacero de espesor dado refiriendo dicho consumo al cm2 de superficie de corte, que permanece prácticamenteconstante para un mismo tipo de trabajo.Para el oxicorte manual, puede tomarse como valor medio, un consumo de dos litros de oxígeno por
centímetro cuadrado de sección, que representa el mejor rendimiento sobre chapa limpia.Para el corte de paquetes de chapas hay que contar con un consumo de tres litros por centímetro cuadrado.En los trabajos de desguase es más difícil fijar una relación de corte; se admite, generalmente, de 3 a 10metros de oxicorte por tonelada de chatarra.
Características de la llama de oxicorte.
Las llamas de oxicorte presentan caracteres muy distintos de las de soldadura; en el oxicorte no se trata debuscar las propiedades reductoras como ocurría en la soldadura. La llama juega aquí un doble papel; la dellevar la región a cortar a una cierta temperatura para cebar la oxidación del hierro y después, la de ayudar ala regularidad de la oxidación con el corro de oxígeno, durante el corte.La llama de oxicorte está constituida, como ya hemos dicho anteriormente, por una llama de calefacción a alta
temperatura, y por tanto, con mezcla preliminar de oxígeno y un chorro de oxígeno que rodea o sigue a dichallama, que presenta el agente de oxicorte.
Así, pues todas las llamas de oxicorte tienen un agente en común, el oxígeno de corte, y las propiedades dela llama de oxicorte dependerán de las llamas de calefacción.La llama de calefacción debe tener una temperatura bastante elevada con el fin de disminuir el tiempo decebado de los cortes y mantener la combustión; la velocidad de corte depende en parte de la temperatura deesta llama.Por otra parte, la cantidad de oxígeno necesario para el corte disminuye cuando la temperatura de la llama decalefacción aumenta.Sin embargo, el empleo de una llama de calefacción fuertemente reductora como la oxiacetilénica, necesitaun ligero exceso de oxígeno de corte sobre todo si la cantidad de CO contenida en la llama es importante.Las condiciones económicas de un corte van a depender, como para la soldadura:
a) de la velocidad de corte y por tanto de la naturaleza de la llama de calefacción.b) del consumo de oxígeno.
Combustible Ventajas Desventajas
Acetileno
Poder calorífico elevado,gran temperatura de calefacción, por tanto: cebado rápido, velocidad de corte elevada, llama de calefacción económica,flexibilidad de la llama,regulación fácil.
Profundidad de corte hasta 700mm
Gran concentración del calor que puede generar una fusión de frenado y retraso del corte. Presencia obstructora del CO, es necesario un ligero exceso de oxígeno. Para grandes consumos,necesidad de acetileno disuelto,precio más elevado.
Hidrógeno Llama de calefacción oxidante, ventajosa para los cortes de gran espesor de 500 a 1000 mm. Preferible para el corte bajo el agua.
Pequeño poder calorífico, precio de coste elevado del H2,aprovisionamiento difícil, costosa regulación de la llama.
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En la operación de corte por soplete, como para la
soldadura, las modificaciones físico-químicas están
ligadas a los dos factores siguientes.
1º- El ciclo térmico impuesto por el procedimiento de
corte (manual o por máquina)
2º- La naturaleza del acero a cortar.
En lo que sigue consideraremos el estudio de las
modificaciones estructurales que resultan del corte
de los aceros con soplete, basándonos en los dos
factores fundamentales que anteriormente
mencionamos.
