Los Tres Grandes Procesos

MIG, TIG y Stick

Existen docenas de procesos de soldadura, pero tres dominan el comercio. Cada uno tiene fortalezas y contrapartidas.

MIG (GMAW, Gas Metal Arc Welding): Un proceso alimentado con cable. La máquina alimenta una bobina de cable de relleno a través del arma mientras un gas protector (generalmente una mezcla de argón-CO2) protege el charco de soldadura de la contaminación. MIG es rápido, fácil de aprender y excelente para el trabajo en serie en acero dulce y aluminio. Es el proceso más utilizado en la fabricación y en los talleres de reparación de automóviles.

TIG (GTAW, Gas Tungsten Arc Welding): El proceso de precisión. Un electrodo de tungsteno no consumible crea el arco, y el soldador alimenta el cable de relleno con la mano contraria. Un gas protector de argón puro. TIG produce los soldaduras más limpios y precisos y se requiere en la industria aeroespacial, en el acero inoxidable para alimentos y en tubos delgados. Es el proceso más lento de los tres y el más difícil de dominar.

Varilla (Soldadura por Arco con Espiral de Soldadura de Metal Protegido): La yegua. Un electrodo recubierto con esmalte funde y deposita metal fundente mientras que el esmalte crea su propio gas de protección y capa de escoria. No se necesita botella de gas externa. La varilla funciona al aire libre con viento y lluvia, en metales oxidados o sucios y en espacios estrechos. Los soldadores de tuberías, los herreros estructurales y los equipos de reparación confían en ella.

El proceso adecuado depende del metal, la junta, el entorno y el estándar de calidad.

Elegir el Proceso Correcto

Una tienda de fabricación recibe tres trabajos en una semana. El trabajo uno es soldar tubos de acero inoxidable para una planta de procesamiento de alimentos: las soldaduras deben ser perfectamente limpias sin contaminación. El trabajo dos es reparar un eje de acero quebrado en un puente al aire libre en enero con viento. El trabajo tres es soldar 200 soportes de acero blando idénticos en una línea de producción.

Física del Arco Eléctrico

¿Qué Sucede Cuando Enciendes un Arco

El arco de soldadura es una descarga eléctrica sostenida a través de un vacío entre el electrodo y el pieza de trabajo. Cuando se cierra el circuito, el corriente fluye a través del gas en el vacío, ionizándolo en plasma: el cuarto estado de la materia.

Ese plasma alcanza temperaturas entre 6.000 y 10.000 grados Fahrenheit, mucho más allá del punto de fusión del acero (alrededor de 2.500 F). El calor intenso crea una piscina de soldadura: una pequeña charca de metal fundido en la pieza de trabajo.

La Zona Afectada por el Calor (HAZ): El área que rodea la piscina de soldadura que no se funde pero se calienta lo suficiente como para cambiar la estructura microscópica del metal. La ZHA puede volverse frágil o debilitarse si el soldador aplica demasiado calor o se mueve demasiado lentamente. Controlar la entrada de calor es una de las habilidades más importantes en la soldadura.

Gas de protección: El metal fundido reacciona violentamente con el oxígeno y el nitrógeno del aire. La oxidación crea porosidad (pequeñas burbujas de gas atrapadas en el soldadura) y debilita la unión. El gas de protección, argón, CO2 o una mezcla: desplaza la atmósfera alrededor del pool de soldadura, manteniéndolo limpio.

Sin protección, el pool de soldadura absorbe gases del aire y el soldadura resultante es porosa, frágil y estructuralmente inútil. Cada proceso de soldadura tiene alguna forma de protección: gas externo en MIG y TIG, recubrimiento de flux en Stick.

Por qué la Protección Importa

Un soldador está usando MIG en una placa de acero blando al aire libre. Un fuerte viento sopla por la zona de trabajo. El arco parece normal, pero cuando el soldador quita la escoria y examina la junta, está llena de pequeños agujeros y parece áspera y porosa.

Control de Calor

Dos soldadores hacen la misma junta en placas de acero idénticas. Soldador A se mueve rápidamente con corriente moderada. Soldador B se mueve lentamente con alta corriente, colocando mucho más calor en el metal.

Ambas soldaduras parecen aceptables en la superficie, pero la placa de soldador B está abombada y torcida, y el metal junto a la soldadura está manchado y frágil.

Cinco Juntas Básicas

Cómo se unen los trozos de metal

Cada conexión soldada comienza con cómo se posicionan los trozos relativamente entre sí. Existen cinco configuraciones básicas de uniones.

Junta de contacto: Dos trozos colocados borde contra borde en el mismo plano. Se utiliza para placas y tuberías. Es la unión más común en trabajo estructural y de presión. A menudo requiere encastrar (afilear un ángulo en los bordes) para permitir una penetración completa en material grueso.

Junta de solapamiento: Dos trozos superpuestos. Simple, fuerte en cizalla, común en metal chapado y trabajo de automóviles.

Junta T: Un trozo establecido perpendicularmente a otro, formando la forma de T. La soldadura generalmente es una soldadura de ángulo en la intersección.

Junta de esquina: Dos trozos que se encuentran en un ángulo recto a lo largo de sus bordes, formando un L. Se utiliza en marcos, cajas y envolventes.

Junta de borde: Dos trozos colocados paralelamente con sus bordes alineados. Se utiliza principalmente para metal chapado delgado y aplicaciones de baja tensión.

Soldaduras de ángulo son soldaduras triangulares depositadas en el ángulo interno de una junta T, una junta de solapamiento o una junta de esquina. Soldaduras de ranura llenan una ranura preparada (borde) entre dos trozos en una junta de contacto.

Símbolos de soldadura en planos de dibujo técnico le dicen al soldador exactamente qué tipo de soldadura hacer, su tamaño, longitud y ubicación. El símbolo básico se sienta sobre una línea de referencia con una flecha que apunta a la junta. El símbolo del tipo de soldadura va en la línea de referencia: debajo de la línea significa soldar en el lado de la flecha, encima de la línea significa soldar en el otro lado.

Lectura del Trabajo

Un ingeniero estructural te envía un dibujo para una base de acero de una mesa. Cuatro patas hechas de tubo cuadrado se deben soldar a una lámina plana en la parte superior. Las uniones donde las patas se encuentran con el lado de la lámina soportarán el peso completo de cualquier cosa que se coloque en la mesa.

Peligros del soldado y protección

Lo no negociable

El soldado produce peligros que pueden causar lesiones permanentes o la muerte. La seguridad no es opcional: es la primera habilidad que todos los soldadores profesionales dominan.

Radiación UV e infrarroja: El arco emite una luz ultravioleta intensa que causa el ojo del arco (fotokeratitis), que siente como si tuvieras arena en los ojos y puede causar ceguera temporal. La exposición prolongada causa quemaduras en la piel similares a quemaduras severas por el sol. Un casco de soldador adecuado con la lente correcta de sombra (sombrero 10-13 para soldar en arco) es obligatorio. Los cascos autodarkening cambian de una sombra ligera a una sombra de soldar en milisegundos cuando el arco golpea.

Humedades y ventilación: El soldado vaporiza metal, flux y recubrimientos, produciendo humedades que contienen manganeso, cromo, zinc y otros compuestos tóxicos. El acero galvanizado (cubierto con zinc) produce humedades de óxido de zinc que causan fiebre de humo de metal, síntomas similares a la gripe que aparecen horas después del contacto. Las humedades de acero inoxidable contienen hexavalente cromo, un carcinógeno conocido. Se requiere ventilación adecuada, extracción de humedades o un respirador.

Peligros eléctricos: Las máquinas de soldar entregan una corriente alta a una tensión relativamente baja, pero la tensión de abierto circuito (generalmente de 60 a 80 voltios) puede entregar una descarga fatal en condiciones húmedas. Nunca soldes en agua de pie. Inspeccione los cables y conexiones para daños. Siempre conecte correctamente el trabajo.

Fuego y quemaduras: Las chispas y el metal fundido viajan hasta 35 pies. Asegúrese de que el área esté libre de materiales inflamables. Use ropa de fuego resistente, guantes de cuero y botas de cuero. Se requiere un recorrido de incendios cuando se solda cerca de materiales combustibles.

Resumen de EPP: casco de soldador (sombrero correcto), gafas de seguridad debajo, guantes de cuero, chaqueta o mangas de resistencia al fuego, botas de cuero, protección auricular en espacios cerrados y un respirador cuando la ventilación es insuficiente.

Decisiones de seguridad

Llega a un sitio de trabajo para soldar una reparación en una barandilla de acero en una pequeña habitación mecánica. La habitación no tiene ventanas y tiene una sola puerta. En la esquina, a unos 10 pies del lugar de soldadura, hay cajas de cartón y paños grasos almacenados. El suelo tiene charcos de agua de una reciente fuga de tubería.

¿Dónde te lleva la soldadura

Carreras en soldadura y certificación

La soldadura no es una sola carrera: es una plataforma que abre puertas a docenas de especializaciones, muchas de ellas de alto pago y en constante demanda.

Soldador de tuberías: Une secciones de tuberías de petróleo, gas y agua en el campo. A menudo utiliza la soldadura Stick o en descenso en acero inoxidable. Los soldadores de tuberías viajan constantemente y ganan un salario premium. Un soldador habilidoso de tuberías puede ganar más de 100.000 dólares al año.

Soldador sumergido (soldador hiperbárico): Sella en plataformas marinas, cascos de barcos y infraestructura sumergida. Combina la certificación de buceo comercial con habilidades de soldadura. Una de las especializaciones de soldadura de mayor pago y más peligrosas.

Soldador aeroespacial: Sella con TIG en aleaciones exóticas como titanio, Inconel y aluminio-litio para aviones y naves espaciales. Estándares de precisión y limpieza extremos. Cada soldadura se inspecciona y documenta.

Hierro estructural soldador: Sella acero estructural en edificios, puentes y maquinaria pesada. A menudo trabaja a gran altura en conexiones de vigas.

Certificación: La Sociedad de Soldadura (AWS, por sus siglas en inglés) administra las pruebas de calificación de soldadores. La más común es la calificación del Código de Soldadura Estructural AWS D1.1. Pasar una prueba de certificación significa que unirieron una muestra de prueba que fue doblada o sometida a radiografía y pasó la inspección. Las certificaciones son específicas al proceso, posición y material, por ejemplo, una certificación para MIG en placas no cubre TIG en tuberías.

Empezando: Los programas de college welding comunitarios (de 6 meses a 2 años), programas de escuela técnica, y aprendizajes de sindicatos (generalmente de 3 a 5 años con capacitación en el trabajo pagada) son los principales puntos de entrada. Los aprendizajes combinan instrucción en la clase con soldadura real bajo un maestro.

Planificación de tu camino

Conecta la soldadura con tu futuro

Ahora sabes los principales procesos de soldadura, la física del arco, cómo se diseñan los juntes y la disciplina de seguridad que exige el comercio.