Cap28

ParteVll

P r o c e s odse u n i ó nY e n s a m b l e

F U N D A M E N T ODSE SOLDADURA co N T E N tD oD E LcRPír ulo 28.1

28.2

28.3 28.4

rie la stllclaclLlr¿l clela tecnología Panorama de 28.1.1Tiposde procesos solclacltlra 28.1.2t-asoldaduracomo Llnaoperaciótlcomerc:ial L a u n i ó np o r s o l d a d u r a 28.2.1TiPosde r¡niones 2 8 . 2 . 2T i p o sd e s o l d a d u r a s La físicade la solcladura por fusiótl de una junta solclacla Características

tle etr el crtitl sc ftt¡rderllas super'l'icies La soldatlurl¿es un proceso cle unión cle ntatcriales contactoc|ec|os(onrás)partesltrec|ilttttelaapIicacitirtc()l]velliclllct|ccalortrpresititt.l-a se tletlo¡llit'littlll ('/r'rr//'ll)lt'sttldttdt¡' scllcladura integraciónde las partesqua ra t¡nen rnediante por calot', sin alllicitt'presititt; Muchos procesos ie solcladurase obtienen sola¡tlenle y un()snrítstirric¿ttlrellle l)ol'¡lresiritt'sitt otros mediante una corlrbinaciórrde calor y ¡llesión; un lllaterial tle ap''lt1ett rallcttt¡ ¡rarallrciaportar calor externo. En algunos casos se agrega con parles lilefálic¿ts,¡ret0 cl proceso litar la fusión. La soldaduri se asocia por lo regular c J el a s t l l t l i t t l t l l 'L¿'l1 l1o s c a p í l t t l t l s2 8 y 2 9 t a m b i é n s e ' s a p a r a u n i r p l á s t i c o s .N u e s t r oa n á l i s i s s e e n t b c a r áe n l a u n i ó n d e m e l a l e s ' ( v é i t s cr r o f i th i s t ó r i c a2 f t ' l ) ' S t t i t t l p o r [ . a s o l r l a d u r ae s L l r -pl r o c e s or e l a t i v a l n e n t en u e v ( ) t a n c i a c o m e r c i a ly t e c n o l ó g i c as e c l e r i v ar l e l o s i g t r i e n t e : -

-

s t l l . l l t t l l t s t v t t c l v c - ltll t l a I-its L a s o l c l a c l u rpar o ¡ r o r c i o n au n a u n i ó n p e | n t i u t e t ) t e . ¡ l a t . t e s solaunidad. un nrelitl puede ser m¿isftlerte t¡ue los maferialesoriginales' si sc ttsa I-a unión solclacla otilttalet'illcs ¿tla dc los cle lesisrenciasupL'riol'es cle relleno que teriga propieclacles gina|esyseenlpleanIastécllicasdesolt|¿lclt¡raaclecr¡at|¿s. ell lél'lllitrtls unir c()nll)()tlerl[!'s, En general,la soldaduraes la forma lnás econórnicade tlc itltet'tl¿tlivtls ttrec¿itricos ttrélt¡tltls L,os de uso cle rnaterialesy costos de fabricación.

de la soldadura 713 de la tecnología 28.1I Panorarna Secci
28.1 PAI.IORAMADE LA TECNOLOCIA RA DELA SOLDADU en suscarasempalmantes' dospartesmetálicas l-a sOldilthlrtitnplicala f'tlsióno ulliítnlocalizadade de la parteque estánen contactoo muy cercanas son las superficies etrrpoltntr,¡/¿^t l.irsstr¡tt,rlit'ics sobreparteshechasdel mismo metal'pero paraser unidas.Por lo general,la soltladurase realiza paratttlirmetalesdiferentes' o¡relacitltrcs cs posiblcttsaritlgttnas

Nota histórica 28.1 Lfultt soltladura Olri.lr'rtcs A a c u e r d oa c o m o s e c ' n s i c i e r au n p r o c e s or e l a t i v a m e l l t en u e v o d e A , , n n , . , "l a s . l r J a c l u r a a n t i g u a s A l r e d e d o rd e l a ñ o a c t t r a l r n e n t es,u s c l r í g e n e s e r e m o n t a na é p o c a s se ¡trar:tica d e l M e d i t e r r á n e oa p r e n d i e r o na ' 1 0 0 0a C , l o s e g i p c i c . ryso t r o s p u e b l o se n e l á r e ao r i e n t a l u n a e x t e n s i ó nn a t u r a ld e l a f o r i a c ¡ b t e n e rl a s o l c l a d u r ap o r f o r i a ( s e c c i ó n2 9 5 . 2 \ .C o m o y otros implementosLos arqueólogos t é ' l l i r : a , l a u s a r . . p a r a f a b r i c a ra r m a s ,h e r r a r n i e n t a s p o r f o r i a d e l a s p i r á m i d e sd e E g i p t o ' D e s d e I r a . r . c r ¡ r e r a d . a r t Í c u l o sc l eb r o n c es o l d a d o s por fcrrialIevó e| arte de lrasta l¡r lirl;rt| Mpr|ie,¡| romprcío cle olF|adrlra esttls <.r.rtttiettZrlg l a s o l c l a < . l u r a p . , r , ' , . , u r r i l l * o a u n a l t o n i v e l d e m a d u r e z E n lensdoisat iyeEmuproosp' a s e h a n y o t r o s m e t a l e sq u e d a t a n d e e n c ( ) n l r a c lo b i e t o s s o l d a c l o sd e h i e r r o l a s b a s e st e c n o l ó g i c a sd e l a N O f u e s i n o h a s r . ae l s i g l o x l x q u e s e e s t a b l e c i e r t l n d o s d e s c u b r i m i e n t o si m p o r t a n t e s ' n au.r a i t e e s t e p e r i o d os e h i c i e r o n s O l c l ¿ ¡ < l ur .r,a. , r ¡ c l e r O l ) e l a r c o e l é c t r i c o y 2e) l g a s a r n t , r o s a t r i t ) t r i c l co iseanl t í l i c o i r r g l é s s i r H u m p h r e y D a v y : a c e it l en c l u n a r c o e l é c t r i c oe n t r e d o s Alrerlecit¡rclels0l,Davyobservóquepodíagenerarse c l e ls i q l o r l x . c u a n d os e a \ . . .t " , ' ¡ 1 , < , l o r : r h n n n ! i n g m b a r g ' 1 f r¡ g h a s l a m e d i a d o s --.

-

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714

Caoítulo 28 / Fundamentosde soldadura

p a r a e l p r o c e s ot l e s o l c l a < " i ucroat l e l e c t r ( ) c l o F r a n c i aq , u i e n c o n c e d i óu n a s e r i ec l e p a t e n t e s E s t a c l o st J n i t l o se r l l 8 t l 7 ) A l t e r ¡ l l i n a re l d e c a r b o n o( u n a e n l n g l a t e r r ae n 1 8 8 5y o t r a e n S e h a b í a( l t ) l l v e t t ¡ ( le( )l l t l l l l ) r ( ) ( r e s ( ) s i g l o p a S a d o ,l a s o l d a i u r a c c ¡ ne l e c t r o d o . c l cea r b o n O c o m e r c i a lm u y d i f u n d i d o p a r a u n i r m e t a l e s LosinventosdeBenardosparecenhaberseIilnitadoaIasoIclatltlrace C)tleIectroc-ltlcje C h a r l e sC o f f i no b t u v o t l ¡ l a l ) a l e n t e l l c a r b o n o ,E n 1 8 9 2 ,u n e s t a d u n i d e n s el l a m a d o t¡n c . l es o l d a c l u r ac o n a r c ( )e l é c t r i c o 't l t i l i z a r i d o E s t a d o su n i d o s p a r a d e s a r r o l l a ru n p r o c e s o t l e r e l l e n o t l t r a g r e g t i q u e e l e c t r o d o e l fue e l e c t r o c l od e m e t a l , L a c a r a c t e r í s t i csai n g u l a r c c i l la r c o e l é c t r i t . t l e c a r t r i ' r t l ¡' l t r s o l c l atlura d e p r o c e s o s o t ¿ a ¿ l 1 e l u n i ó n l a metala l a i c l e ac l e r e < t t [ > rti -r ' le l c < t r o t k rt l e d e p o s i t au n m a t e r i a lc l ea p o r t e ) D e s p u é ss e c l e s a r r c ¡ l ó l9()0seltit'icrort m e t a l( p a r a p r o t e g e r eplr o c e s o d e s c ¡ l c l a c l u r a r l e l a a t m ó s f e r a ) ' y c l e s t l e y S t t e c i a l tlglatert't e t l n l e t á l i c o e l é c t r i c o m e i o r a n r i e n t o sa l p r o c e s oc l es o l c i a d t l r ac o t l a r c o p0 s r l l ¿ i ¡ t d ¿ r rrilii ' j i 5 l r ' , i ( il.]ts t a s d e f o r m a s E n t r e 1 8 8 5y 1 9 0 0 ,E ' T h o m p s o nc i e s c u b r i óv a r i a s t l e t i t l i t i n( l u e e n m é t . c l . s d o s engargolada, i n c l u y e nl a s o l d a d u r aá " p r n r á , y l a s o l c l a d u r a c l el á t r i n a st l e n r e t a l l a a c t u a l i d a ds e u s a n m u c h o e n e l p r o c e s a m i e n t o t rra¡ p r i n c i p i od e l s i g l o x l x ' l a s o l ¿ i r t ¿ lct o A u n q u e D a v yd e s c u b r i óe l g a s c l ea c e t i l e n oa l i lt e t t t l a c e e l p a r a c o t l l l l i t l a r p o s t e r i o rd e s o p l e t e s o x f u e nqo g a sc o m b u s t i br el eq u i r i óe l i n v e n t o e t t t e z c l a r . t tl s e q u e i n i c i óe t l 1 8 9 ( ) ' D u r a n t el a ¿ é c a c l a v á o r ó á n o , a l r e d e d o r c l e1 9 0 0 r'l t t r t t l r l r l e l l i t l ' i p e r o { l ¿ ¡ 1 ¡ ' 1 p a r as t ' r l c l a c l t l r a ' l ; t h i d r ó g e n oy e l g a Sn a t u r a lc o n e l o x í g e n o r l l a sa l t . l s o x i a c e t i l e n o b t u v ot e m p e r a t u r assi g n i ifc a t i v d m e l l t e ' s o l < l a t l t l r l¿xl) r c o t t a r c ( )e l é ( l t I ¡ ( : ol ¿ s o l c l a t l r ¡ r a s c i l t l a r l u r a l a E s t o st r e s p r o c e s o sc l e g a s c o n r b t t s t i b l t - - t : o t l s t i t t t y e t¡tl c l rt ' n t t c h
2 8 . 1. 1 Tiposde procesosde soldadura

.

de Soltl¿¡tlura)lta calalogitdo ru¿istlc 50 La American welding society (SocieclaciNorteanlericana t i p o s o c o l n b i ¡ r a c i 0 t r ctsl e e t t c r g í a¡ r l t r al ) r o l x ) r t i p o s c l eo p e r a c i o n e sd i s t i n t a s ,c ¡ u eu t i l i z a n c l i v e r s c l s ctt tltls grtlpos prirtci¡litlcs: poclenlos divitlir lOs procesoscle soklarlttt'¿t cionar la energía requericla. l)so|daduraporfilsióIly2)so|tladtlrai|eestadttstilido. usarl calor ¡litt'afttttdir los Soldadura por fusión Los procest'tsde solclotlttruPor.fit,tiiirt por fusitin, sc ati¿ttlctttl tuctal tle a¡rtlrle a la metales base. En muchas operacionésde sokladura t tl i t t t l l i t i t ts t l l d a d a ' v o l t l l l l e t ly r c s i s l e l l c i i ¿ c o m b i n a c i ó nf u n d i c l ap a r a f a c i l i t a r e l p r o c e s oy a p o r t a r ( l e l l l ) o l ' 1 cs c t l c l t r l ¡ t t i t t sl to l n r e t ¿ r l r ¡ ¡ r se añade u n a o p e r a c i ó nc l es o l J a d u r ap o r f r r s i ó ne n l a c t r a l r r o de rtso ntiis atttplio procesosdc srlltludrtt'¿t dadura autógena.La categoríapor fusión comprende los e jncluye los siguientesgrupos generales: -

-

-

' r'to l li t l ' c ( )c l ó r ' l ¡ i c r ll t ¿ t c e l-¡rsolrl¡trltttL S o k l a r l t t r o( , o n ( t r ( . ( )t , l é t . t t . i t , tS¡ ,A I I ( c n i n g l é s A W ) . ¿t t l t l s c u ¿ t l e cs l c a l c r t l ¡ t r l t i c t t ltol c l t t s l t l c l l t l c s r e f b r e n c i aa u l t g r u p o d e p r o c e s o sd c s o k l a c l t t r e e r t l i t l ' i g t t l l t2 f i .I . A l g t r r r a st l c l ¿ t s s e o b t i e n e r n e c l i a n t eu n a r c o e l é c t r i c o ,c o n r o s e n l u e s I r a presiriudttr¿ttltee I ¡ltoccso,¡' lit operacionesde soldaduracon arco eléctrico también aplican mayoría utiliza un metal de aporte' stlldatlttritpor r!'sistcltcilttrtrtieltclit I'ttSolclaclttrupttr resisterl¡ir¿,SR (en inglés RW). L.a I ' l u i or l e t ¡ n ¿ct o r r i c t l l c ( l t l c [ ) i l s i le l l l l ' e s i ó n u s a n r l oe l c a l o r d e u r . ¡ ar e s i s t e n c i ae l é c t r i c ap a r aé l jttnlits blt.follresititt' las superficies¿e contacto cledos p¿trtessosteniclas (en inglés OFW)' Eslos proccsos de Solclatlttt'ücott u(ígetlo v gos contbttstible' SOGC u n a l n e z c l ac l eo x í g e n o y a c e t i l e n o c, o n u n i ó n u s a n u n g a s c l eo x í g e n oc o n l b u s t i b l e t, a l c o m o la base tttet¿ilicay el rlretalcle aptlfte, el propósito de proclucir r¡n¿rflanra caliente para fundlr en caso cle que se utilice.

715

de la soldadura Sección28.1 lPanoramade la tecnolog'ía Electrodo-Arco eléctrico

ntr

Gasprotector---\

Metal de aporte

uniónsoldada fundido,

fl-+ffi

l-

I

-- Base metálica

Penetración

\/

Dos partesque'sevan a soldar (2) Vistade secciónlransversal (1) V¡stafrontal(antes) (laleral)durantela soldadura

(3) Vista frontal(desPués)

( 2 ) d u r a n t el a c ( ) n a r c o e l é c t r i c . o(:1 ) a n t e sd e l a s o l d a d u r a ; l . l ( ; u l t ^ 2 { } . 1 [ t ¡ r r r J ¿ n r e ¡ r trrl¡es l a s r l r l a < l u r a

ura "u' o'v(3 )'as''dad j:' :H",?[:l¿[i: ;¡'T;;:ffi il,;,;l*Íi ;Íf;f Jt'""#:l;::.t;;ru:: procesos por lusiórl.Adenlásde los tipos alrteriores,hay otros - otr.osl)roccsosclc sol<Jaclura la solincluyen ejernplos quc ¡I'Oducettla firsión cle los Inetalesuniclos'Los rlc s0ltl¿ulur.il con rayo láser' tltttlttt'tt<'¡tt ltaz cleelcc'ttt¡nesy la soldodura 'fa'lbiélr

sc ,san ciertosprocesosde arco eléctrico,al igual 27'3'4 y 27 '3'5)' corl¿utnetales(secciones

que cleoxígenoy gascombustiblepara

tle estarlttsólido se refiere a los procesosde Sofcfarlurade estaclosólido La soldaduta aplicaciónclepresiónsolamenteo una combinación trriír, elr l.s cualesla f'usiónprovielrede la clelprocesoestápor debajodel punto de fuSi se usa calor,la tenrperatura tlc culrr.1,¡rr.esirirr. utiliza uri nletal de aporteen los procesosde estasitilt clelos nretalesque se van ¿rsolclar.No se de estetipo incluyenlos siguientes: de solclaclura representativos tlo sírlit¡r.Algurrrsprocesos jun(en inglésDFW). En la soldadurapor difusión'se colocan - st¡ldutlut.rr ¡tlt' tlifusirír¡,SD de las elevaday se proclucela coalescencia ba.iopresitirra una tetllperatura tastlos su¡lerl'icies stilido' clccst¿ttlo dc f'trsitill l)iltlcs¡rtlt'tttctlitl se
l i r r e l c a p í t t r | o 2 g , t l e s c r i t l i t l t t l s l o s d i f e r e n t e s p r o c e s o s c l e scle ol<Jaclurac()nm¡ly()rt|etn nuestroanálisis la terminologíay los suficiente Par¿l ref'erencia u,.,,,. lisr. ir.rcr.ior.¡rr'porciono etl estecapítulo' plirtcipiosclcsoltladttra

.2 2t\.1

L a s o l d a c l u rcao m o u n a o p e r a c i ó nc o m e r c ¡ a l edificios estánen t3l l) la construcción(por ejemplo' l.-asilplicaciouesprincipalesclel¿tsolclaclura de y tanques almacetuberías,re.ipi.n,"r a presión,calderas ' puertcs):2) la procluccióntle y el espacio;y 5) los 4) la ináustria cle la aeronáutica traval; construcci(rn la J) nilnricnto: y en diversas soldadurase realizaen diferentesinstalaciones ¿rutornírvilts 1, los ferrocarriles.[-a muchas técnicade ensalnbleparaproductoscomerciales' in{ustl'ias.De[1i{oa su versatilidadcomo '

r-I*F

-'fr.-ñ---

716

de soldadura 28/ Fundamentos Capítulo

I

dc s.ldatltt.ilt¡'ittlise ejecutanen fábricas.Pero vari.s dc ltls Pr()ccsos de sotcladura operaciones corloxígetltly gasctlttlbtrslible' con arcoeléctlicoy la soltlathrr¿l cionales,talescomo la solcladura trtlse litltitatlii urtatibripor lo clueeslasoperitciolres empleanequipoque se muevecon facilidad, cle rtrl cliente y en los patiÁs,en las ittstalacitltres ca; se rcalizanenlugaresde construcción,en talleresde reparaciónde automóviles' L a m a y o r í a d e l a s o p e r a c i o n e s d e s o | c | a r l u r a r e q u i e r e u n t r a h ¿ t i ( ) i t l t e n s osoldudor' .P
;i,"i*lru::;::,"":ilffi::L::í",i:'iiilÍliliili,l;Y:11,fi:: c o n t r o l a t l t l r - t l ccl i c l o t l c s t l l d i t d t ¡ t ' i (l .l t l c I c g t r l i te l r a a u t o m á t i c ac l e l a s o ¡ l a c i u r ac o n m í r q u i n ae s u n l a p i e z i l r l c l r i l b i l . i os i r ri l t c n c i r i r tl l t t l l l i t l t l t ' o t t t i t t t t l tl'' i t m o v i m i e n t o d e l a r c o e l é c t r i c oy 1 ap o s i c i r l nc l e o un posici0narltlr tlc soltladttra ll¿lt'ltctlloc¿ttcl trltsoldacluraautomática requiere unerinstalación

28.2lLa uniónporsoldadura 717 Secciórr y Tarnbiénrequiereun mayor gradode consistencia [a.io err rclacióncgn la cabezafle solcladura. automátiusadasen el proceso'Por estasrazones'la soldadura precisiónen las partesconlponentes ca s(rlose.iustificaparaproducciónde cantidadesgrandes' un manipuladorprogramableque conEtt lztsolcladurarobótica se usa un robot industrial o soldarcon respectoal trabajo(sección tr.la cn fbnlla aut'lnátic¿rel nlovirnientoclela cabezapara simrelativamente el uso de instalaciones 37.2.3).El alcanceversátildel brazodel robot perrnite permite partes de las con nuevasconfiguraciones del robot parareprogramarse plcs, y la capacidacl relativamentebajas' producción de que esta fornla cleautomatituii1rrse justifique para cantidades normar consta de dos instaracionespara solunit cercrarobótica de sordaduracon arco .leri.i.o robot efectúala soldadultumano para cargary descargarpartesmientrasel clacluray un a.iustarlor en las plantasde coll arcoeléctrico,tanlbiénse usaltrobotsindustriales ra. Atlcllrírsde lt solcladura véaselámisobrecarrocerías' por resistencia ellsalnblefillal cleautotnóvilespararealizarsolclaclura r r a I l . c i t ¡ r í l u l ol . y f i g u r a3 7 ' 1 0 '

RA 2 8 , ' 2 L A U N I O N P O RS O L D A D U unión por soldadura'Esta pr.cluceuna conexiónsólidaentredos partes,denominada La s'lclarlur-a que se han unido mediel contactode los bordeso superficiestle las partes t,titirr¡tttr .st¡lrlutluraes por soldadura'los tipos de En esta secciírtl,se examinaráel tema de las uniones ante solrlatlrtrfl. se usan para unir las partesque fonnan precisatunioncs1, 10sdif'erclttcstipos clc soldadurasque llletltecslit acción.

2 8 . 2 . 1 T i p o sc l et l n i o r r e s dos partesde unajunta. De acuerdocon la figura llay cirtcolillos bítsicosde unioltesparaintegrar del Illoclosiguietlte: 2U.2sc tlcl'irten mismo planoy se ,\1t\ LJttititturt¡tttlntttdtt En estetipo de unión, las partesse encuentranen el L l r l c t cl l l s t l s b t l r t l c s ,

fbnllatl un ángulo recto y Se unen (lt\ Ilttititt (l(,(,\(!yitt(t. Las ¡rartcscll tlllil ttniótl de esquina c l e li t l t g u l o ' et t l r t c s c ¡ t t i t t a que se sobreponen' (c) IIttiiüt sul)(rl)ttc.sl(¡. Esta unióll consiste en dos partes a la otra en una forma parecida (tl) {Jttititt ail'l'. Ell la unión en T, una parte es perpenclicular it llt letra'I" G\

con al menos uno de (lttitjtt tlt, l¡ortlcs. Las partes ell una unión cle bordes están paralelas borde conrún' stts ltortlcs ctt cotllún y la unión se hace en el

( e )d e b o r d e s ' (d) ( a )e ' r ' P ¡ l r n ¡ < l (at,r )c l ee s q u i n a(,c )s u p e r p u e s t a ' e n T y F l ( ; t J R A2 8 . 2 ( i r r c . t i ¡ r . sI r . i s i < . tsl . u r i . ' e ' s :

(a)

(d)

(c)

.

(e)

¡

718

Capftulo 28 / Fundamentosc'lesolclarltlra

28.2.2 Tiposde soldaduras Tambiénes posibletlsarotrosprocesospara Todaslas unionesanterioressehacenmediantesolcladura.

':j,;,,1'JJ::iilllfi ]#:n'::ll: :.;iil.' ff ilr;":: :":ffi#:l?.:Tñ:i:T:f i:ilH":f y el procesode soldaclura' los tipos de soldaduraestánen la geometría(el tipo de unión) placascreadasnredi¡ntettlriottcsde Se usa unaso¡ladga rtefilite pararellenarlos bordesclelas pal'al)ll)lx)rclorlill' y en T, iguatque en la figttra28.3'Se usatln mefalde rclleno esquina,sobrepuestas soldatlurantás de ti¡lo Es el una coccióntransversalde apáximaclanrenteia forma cle un triángulo. reqttiereuna porque con arco eléctricoy en la de oxígenoy gas cornbustible común en la soldaclura de las paltes.Las soltladttras mínima preparaciónde los bordes;se usanlos bordescuadradosbásicos o illtertrtilados)y cotrlintt¿ts de filetepuedensersencillaso dobles(estoes,soldarseen uno o ambos a lo largtltle a lo largocletodala longituclde la unióno con espaciosin sold¿tr tentes(estoes,soldadas unaorilla). o runttr(t generalmenterequierenclur:se Inolcleettlas orillits de lits Cott Sttr(:o Lassolclacluras l-as lirrnrascorl surc()irlclttycrttlll ctlaclela soldaclura. partesen un surcoparaf'acilitarla penetración ert la f igttllr2fl''l' Sc tts¿t ¡nt¡estra drado,un bisel,la V la U y la J, en laclossencilloso dobles,conlo se eléctric0rl cOtt soldatluracoll ¿lrc() materialde rellenoporo,otu.uala unión,por lo generalmecliante sepreparanlos bordesde lasparlcsrnís itllii tlc ttttctlittlritCon frecuencia oxígenoy gascombustible. dc lit ttlliortsoll¿tl'intlez¿t pal¿raunlenl¿tr aclicional, do básico,aunqueserequierar.leun procesamiento t'tttititl ctltt t¡¡t¿t eslrccllilll)elllc Auntlucsc asrlciurrr¿is se virna soldarpallesrnítsgnles¿rs. o cloncie clacla exceptoett la stlbrc¡rttesta' con surcose usaen lodoslos ti¡tosdc tt¡ritltres, la s¡lclaclura empa¡nacla, püril unir lllacasplanas, Las soldurlura.tcotl insertosy lrts soldudurusrantu'adttsse usatl en la parte stlpel'lor'(ltlc o l'Íllltll'As como se muestraen la figura 28.-5,usandouno o rtráshuecos despuésse rellenancon metal parafundir las dos partes' ( a ) u n i ó n c 1 ee s c l t r i n ac o n f i l e t e irt l t e r n r lú t l i c o ; F I C U R A 2 S . 3 D i v e r s a sf o r m a s c l e s o l c j a c l u r adse f i l e t e : ( r l ) t r r t i r i nc n T ( c ) u n i ó n s o b r e p t t e s t ca o n í i l e t e c l t ¡ l r l cy ( b ) u n i ó n c l e e s q r t i n ac o n f i l e t e e x t e r n oú n i c o ; l'rs cle originales llorcles los ¡rarles' con filete clc¡ble.Las líneas c
ii:h

kunónso' dad"T (b)

(a)

\:ri

I

(c)

( ( ) l t s r . l r ( tt¡t ¡ . t r l t , t t l 't ri t, t l ' t t l ' r ; (¡) F I C U R A2 S . 4 A l g L r n asso l < l a d u r ici so n s r t r ( - toí ¡ r i t a s : s t ¡ l r l ¿ r l t t r ¿ V r i r - r io<; ( t l ) s o l c l ¡ r l r l r .(r( ) l l s t l r (( ) e ¡ l ( c ) s o l d a c l u r ac o n s u r c o ( b ) s o l c l a d u r ac o n s u r c o e n b i s e l ú n i c o ; ( o 1 1 ( f ) s r ¡ r (
-

Uniónsoldada

(b)

(d)

(e)

(f)

Sección 28,2 / La unión por sr¡ldadr¡ra

7'|-9

Ranuraen la parte parasoldar superior Huecoen la parte

en rantlra. y (ll)soldadura coninserto FlcLlRA28.5 (¡) soltladura se La ssl¿aclu¡ade puntos y la soldaduraengargolada,usadaspara unionessobrepuestas, j8.f',. Unn soldadurade puntos es una pequeñasecciónfundida entrelas 'r¡estri¡r e¡ la l'igura de puntosparaunir vari¿rs soldacluras se requierelt Norrnalnrente i.ics rlc
fl(jl.JRA28.6

( ¡ ) s o l r l . r r l u r ¡r l t ' ¡ r t r r r t o ¡s, ( b ) s o l c l a c l t r rean g a r g o l a r l a .

Vistade corte el paramostrar anillofundido(soldado)

Soldadura engargolada

Puntosde soldadura

Dos partesde ->'laminas metálicas Sección

Vistade corle parcial

Vistadel corle mostrando la secciónfundida(soldado) Partede láminametálic¿ (a)

2t].7 {¡) FIG[JRA S o l d a d u r a- S o l r l a d t t reat t f l a t t ro Y en flanco ( b )s o l < l a t l t ¡er a ttstt¡lerfrcit'

Gotasde soldaduraen la supedicie

Partesde dos láminasde metal

Parlebase única (b)

"

-----------...r-d

720

de soldadura Capftulo2B / Fundamentos

SOLDADURA la fusión es por muchoel medio nráscotnún' Aunquehay variosmecanismosparafundir la soldaclura, a las superficics paraconseguirla fusión,se aplicauna fuentecreenergíacarorífrcade altatrensidatr fusión localizala producir resultantesson suficientespara que se van a empalmary las temperafuras la densidadcaroríficadebesersuficienrernenre da crelos metalesuare.éi ," ug..go un metalde aporte, altaparafundirlotambién.t-a-¿ensi¿a¿caloríficaseclefinecomolaenergíatransferidaaltraba.io cl ¡lretales itlvet'estoes,Bfu/seg-p.lg2(Wmm2).-filtie'rptl paratirnclir 'nidad cleáreade superficie, tle potcncia'sc tct¡ttictcttltit de la poiencia.A biliilsdensirlatles sürnefitcproporcionula la clensidud ba.ia'el calor cleenergíaes cletlrasiacio de tiempo paraproducir la fusión.Si la clensiclad gran canticlacl l¿rtirsión'se ocurre y nunca como se transmitea la superf-icie se conduceal trabajotan rápidamente para fundir la nlayoríade los nretalesen ha encontradoque la mínima densidaclde energíareq^uerida gtu/seg-pulg2 O 1t0 Wmm2). Conformeaunrentala tlertsidatl la soldaduraes de aproximadamente cleenergíaes demasiadoalta' un poco arriba calorífica,se reduceel tiempode fusión.Si la densiclacl vaporizattel rnetaletl la regiótt localizadas (ló5 Wmm2), las temper0turas cle60 000 But/seg-pulg2 cle energía,clentrodel cual para la clensidacl afectada.Por tanto, hay un rango cle valoresprácticos en esterangosotl: l) la clesolcladura entrelos procesos t-asdife¡encias la soláaclura. puedeejecutarse [-il labl¡r2t'l'l o 2) el tanrañode la rcgiónt¡ue¡rttedesc¡ldat'se. velocidada la queseejecutala soldaclura tlc tle ¡rrtlccsos clela densidarlde enclgía¡ritralos grtlPospritrci¡ritlcs proporcionauno .n,r"rporación coll cleenergíanluy alta).La soldaclttra con densidacl de closoperaciones por f¡sión (además soláadura de densitlad la pero clecalor, grandescantidatles oxígenoy gascombustiblees capazde clesarrollar t]l gasoxiacetileno'el más bajadebidoa que seextiendesobrertn áreagrancle. calores relativamente itt'dea tlllit tcllrperattlra con oxígenoy gascourbustible, parasoldaclura calienteclelos combustibles oc). con Arcoeléct¡'ico¡rrotlttce la soklachlr'át En comparación, cle630;p' (¡soo máximaclealrecleclor "l; dc l0 (xx) ^ ll (xx) loc¡tlcs alta energíasobreun áreamás pequeña,lo que generaternpcraltt'tts funrlil'nlelillcscon el tllúlirttotlc cttergía Ls conveniente (5500a 6600.c). por razonesrnetalútrgicas, caloríficasaltas' y en generalse prefierenlasdensidades

clesolrlaclur.t ¡lor TABLA28.1 comparacióncievariosprocesos poten<'ia' c'le rJensiclacles fusióncon baseen slls lg2 Densidaclde energí;r Btu/seg-pu (W nrnrr) aproximados Procesode solcladura Soldaduracon oxígenrr 6 y g a sc o m b r r s t i b l e l o eléctri<:tr arco con Solclaclura 600 Soldadurapor resistencia 500o Soldaduracon raYoláser con haz de electrones 6(l0o Soldaclura

( 10 ) (5 0 ) 0 0 (x)) (9(XX)) il (xx)())

( l u c c n l l i r r t l i t s t t ¡ t c t ' l ' i t ' itcl i v i t l i r l i t l l t l r t : l [ - ¿ rc l e ' s i t l ¡ t r rl l e e ¡ e r g í a s e c a l c u l ¡ rc o r n t l l i r ¡ x l r c n c i i r : área superficial corresponcliente

P f'D : -A

( 2 rrt ).

1W/nrmr);[r = potenciilque entraa la supercleenergía,en Btu/seg-pulg2 en dondePD = clensidad pulgl (ttltttl¡. La cuestión ficie, en Btu/seg(W); y A = áreasuperficialpor la que entraenergía,en que l¿tlitenteclc'energía es más complicadaclelo que inclicala ecuación(2tt.l). Una rlificultatles lo tltte ¡lrocluceun soldacltlt'a, (por ejemplo,el arco eléctrico)se mueve en nruchosprocesosde es qlle rle ella.Otra conrplicaciótt despttés antesclela operacióny un calentamiento calentamiento

28.3lLa físicade la soldadura Sección

721

la superficieafectada;setlistribuyecomo una funla de¡sirllclcleertergíano es uniformepor toda medianteel ejemplosiguiente' citin clelíu'ea.cotno se clettruestra

EfEMPIO2S.1 Densidadde energíaen la soldadura Elcalor 3.0 Btu/sega la superficiede unapartemetálica' [Jn¿rf.uenterle calor es capazde transferir es La distribución ésta' de variablesdentro rf icie errrr' ítreacircular,c.ll intensiclaáes la srr¡le ¿rf'ccta = y pulg el 0'2 ull círculo con un diámetro 7(\9b tlela errergíase tratlsfiereclentrode f¡r sisrricrrte': = 0'5 pulg' ¿cuálessonlasdencon un cliírllletro 9012.sc lr irrslicrc cle'tro cleur círcuroconcéutrico r .rc u l o i n t e r ndoe 0 . 2 p u l g c r e d i á m e t r o y b ) e l a n i l l o c o n u n d i á m e t r o d e s i r l i r r r c s t r e c . c r . g í a e n ac)í e clelcíl'culointerno'? alretleclor ().5ptrlg(ltlr:sc etlctlelltra ítt'eacle: Solucirill: l) lll círcrrloitltcrtloliellettlt

. ^ - úP:

o.o.l4puig2

I - r r c r r e r g í i r t f c r r l r o t l cácrset tat P = 0 . 7 0 X 3 ' 0 = 2 . l B t u / s e g ' P o r t a n t o ' l a d e n s i c l a d d e e n e r g í a P 2.1/0.0.114=(flBtu/seg-pul92'b)Elirreaclelanillofueradelcírculointernoes: n ( 0 . - 5 -: 0 . 2 2 )

O:'#:9'165

,, ,.

Pulg2

PD = = Btu/seg'Por tanto'la densidadde energía cn estaÍegiónP =-0.9x 3.0 2.1 0.6 [-a crrergíit 0.6/0.I(r5= 3.(rIltu/seg-pulgr' para fundir en el círculo cleenergíaparecelo suficientementealta Observación: [-a clensitlacl círcuen el anillo que Seencuentrafuera del pcro es probableqrle no r"o 'ufi"i"nte irrtern(). ffi Io itllcrlltl.

la sumade l) el para funclirun ciertovolumenclemetales l.a carrlidatlde caltlr ret¡tterida la cual dependedel calor tlel rnet¿rlsólitJoa su punto de fusión' c¡l9r ¡rir¡rc-lcvitrla tcttt¡reritttlra c s ¡ r c c í | i c o v t l I t t l l t é r r i c t l t | e l l l l e t a I y 2 ) e l c a l o r ¡ r a r a t r a n s f o r n t a rPara elme t a laproximación delafasesólirl una de fusióndel metal' de la temperatura en el puntoclefusión,.t .uut ,tepeirde puedeestimarsemediante[4] razollable.estacantidaclde ternperatura

lJr, : KTj,

(28.2)

e l t t | t l t l t l e [ / , , = | i ¡ e t r e r g í a u l r i t n r i a ¡ r a r r r l . t t n c | i r ' l t r c aen n t i c l a t l d c c a l o r r e q u eI"' r i d=a punto p a r a fd€ urtdir ambiente' Btu/ pulgi 1J/rnml): ,",.,tpt'uiur¿r n etttpezatrtlo .letal. .e ae v.lu'lr:ll "R cuyo valor es I '467 absoluta' (K);,y K = constante l'usitintlel llletalell tlllÍl escalacletentperatura =2.áZ lO* "uunclose usala escalakelvin' Las * iunt in"l y-rc x l0 5 ¡rarala escalaJ" ,.,r.,p.rururn se presentanen latabla2S'2' para los *tiut"' selecciottados de ter.peraturosde tusión absoiuta el metal tottludo' Hay dos mecanismos p"'^iunclir ",^ r" irtgresa que euergía No toclala de calor disponibleparael procey o"-tro''"áuttn la canticlacl y la supertra'sfere'cia clecalor e' el traba.io de calorentrela fuentede calor la transferencia es rnecanisnlo pritttcr El so clesolclacltrra. clecalorf1' definidacomo la ,iuro qi'¡':ncia de trattsfet'encia f icic tlc rrabil.io.lrste procesotietre que generala fuente'El segunpiczade ir-abajopor el calor total la re'citrc qttc r'crl cal.r' rlcl raz.tir paradisiparsea través .l"r .,,lor"rejosdel áreade ,uí.luduru ar¡ ,rcc^'isr., ir.prii'a la co'crucci(rn ra superficieestádisponible una pr"ion d; carortransferidoa rrer'retar rrerratra.i..por lo que s(rro

722

Capítulo 2B / Fundamentosde soldadtlra

de fusiónsobrela escala TABLA28.2 Temperaturas á"',"t*t",ura absolutaclemetalesseleccionaclos Metal A l e a c i o n e sd e a l u m i n i o Hierro fundido Cobre y aleaciones Puro Latón lJrc¡nce Inconel Magnesto Níquel Aceros Al bajo carbono Al meclit¡carbonrl Al alto carbono A l e a c i ó nb a j a Aceros inoxid.rllles Austenítir:t.r Martensítico Titanio

oRo

Kelvinst'

1680 2760

(930) ( 15 1 0 )

2440 2090 201(t 3000 1700 3 11 0

( 13 5 0 ) ilI60) ( 112 ( ) ) fi 660) (940) 0720)

3 16 0 3060 2960 lo60

(1760) ( 17 0 0 ) ( 16 s 0 ) ( r 700)

3 0| 0 3060 3730

(|(r7O) ( 17 0 0 ) (2070)

B a s a d oe n l o s v a l o r e sc l e I l ] . a P o s i c i ó ne n l a e s c a l . r= t e n l p e r a t t l r af ¡ h r t ' r l l l c i t+ 4 6 0 ' b E s c a l aK e l v i n = l r : m [ ) c r . r t t l rcae l s i t t s( c c n t í ¡ i r a r l o s+) 2 7 ] '

tle lraba-

delitsión I es la proporcióndel calorr ¡ u e r e c i b e l i t s t r p e l f i c i e parafusión. Estaefir:ient'ia cnergíit jo qr" puedeusarsepara fusión. El cfecto combinadode estast k r s e l ' i c i e r l c i i t sr e t l t t c el i t lalorífica disponibleparasoldaduradel moclosiguiente: H r, : .f yl'2Ll

(2r,t.3 )

B t u ( J ) ; . l l = e l ' i c i c t l c i i t l c l r ¿ t r t s l ' e r c t l cci lae e n d o n d e H w = c a l o r n e t od i s p o n i b l ep a r a s o l c l a d u r ae, u por el ¡rr
de la soldadura 723 28.3lLafísica Sección el ingresode energía! la energía Alrora porlenrosescribiruna ecuaciónde equilibrioentre parasoldar: necesaria IIr,,: Q^Y

(28.4)

en Btu (J); ll ^= energíaunitaria operación, e' tlonrlc/1,,= s¡c¡g¡acaloríficanetatrasmitidaparala y V = volumende metal fundiclo'en pulg3 para fundir el ntetal,en Btu/pulg3(¡/trr,rr3); rec¡ueridir de soldadurason procesosde velocidad;estoes' la energía (lu¡lr). [-a rtrayorí¿clelas operaciones se formaa ciertavelocia ciertavelociclady la gotade soldadura caloríficarretl 1/,,.,. ¡rr,l1r,rr.iuna de soldaduracon de la mayoríade las operaciones rladtle via.ie.Por ejemplo,estoes característico Por tanto' gas combustible' cortoxígenoy ¿e las actividadesde soldaclura irr.c'elóctric.,y ,rrLrcl,as velocidad: de una ecuaciónde equilibriode cs c()¡\'cntetllc cxplesat'la ecuaciíxr(28.4)elr forma

H R , ,:' U ^ W V R

(28.s)

parala operación,en Btu/min(useg caloríficaproporcionacla tle euergízr cn tf0rrtlc III?,,.=r,elocitlacl de En la soldadura de volutne¡tclenletal ,olinio, en pulg3/min1mm3/seg)' = W): ), ll/l'/l = raz<'rn productode áreade soldaduraA' la rapidezvoluntétricaclellnetalsolcladoes el tillll g()titt:otltitttt¿t. (28'5)' la ecuaciónde equiecuación estostérnrinosen la y lu vcl0citlaclrlc viaje r'. Sustittryenclo cortlo: lillrio tlc la rapidezpuedeexpres¿lrse

Hllr, : .l'ú'zHR: U,,,Au,u.--

(28.6)

clecalor y de fusión;HR = velocidadde ingreen tkrnrlc./ly./2son las eficienciasde transferencia en Btu/min (w); A* = áreade la por la fuentede energíap-arasolcladura, gcrrerada str rlc errcr.gía la operaciónde en putg2i*rn'); y r' la velocidaclcleviaje de de la solclarlura, sccciri, tra'svers¿rl c-npulg/rnitt (tnm/seg)' soltlatlut'4.

EfEMPLO2S.2 Velocirladde viaie en soldadura particulares capazde generar200 Btu/min' l.u l.trcrtc¡c c'crgía c. *'¿l irrsta¡ciónprra soldadura = 0'7' El metalque se va a a lit superl'iciecietraba.iocon ulla eficiencia/¡ t¡uc.¡ructlc¡trattsf'erirse de la tabla28'2'esT^= ctefusión'tolnacla al ba.ioc¿lrllollo,.uyu,""'p"ratttra tlc ircc:1() soltlirr.cs de f ileteconuna = ett la o'e'raci(i'es./) 0'5' Se tealizará soldaclura I l6() 'lt. L. cl'icierci. ¿c f'ttsiórt a la cual viaje de ¡1,,'=0'03 pulg2'Determinela velocidad tinun cort tttl ¡ircatle sccciólllratlsvers¿rl la operaciónclesoldadura' puedcrealiz-arse partirde energíarequeridaparafundir el metalU,,,a Solución: pr.ir'eroenco'trernosla ¡nidaclde (28.2). la ecuaci
' : ! UL !Atu ' 'n

Y si rcsolvelllos para las conclicitlnesdel r':

problema'

(0.7)(0..5)(200) -: 'tJs" . gn Yu q 'lbe"/'m ' in

gÁ

[465K,r3)

(28'l ) y la gelleran la clensidaclde energía en la ecuación Ilrr estc ca¡ríltrltrcxattlinantos ctiltlo se (28.6) para algunos de los procesosde soltladura vefocitlatl ac i'greso cle erergía para ln ecuación i n c l i v i d t r a lse.

-¡¿

724

Capltulo 2B / Fundament()sde soldadura

ffi cottttl sc son li¡sioltcssoltl¿tdas. antclitlnilcI,rlc La mayoríaclela unionesclesoliladuraconsider¿rrlas a la cttal comÍln' por fusitln de la figura 28.8(a),unajttnta solclada ilustraen la seccióntransversal clesolclefirsión,2) interl'ace se ha agregadoun metal de aporte,constade variaszon¿ts:I ) zona ¿aoura,¡) zonaafectadapor el calory 4) zont clemetalbaseno afectada. Inelalbaseque sc ha fttny La zo,a defusión consisteen una nrezclaclemetalde apclÍe cle etttrelt¡s ttlelalcs por un alto gradtltle homogeneitlacl dido por completo.Estazonase caracteriza El ¡notivo¡rrincipalpor el que se trrez-clan "ofnpon"n,", qu" ," han t'undiclodurantela solclatlura. fundida,l,a solitlifies la convecciónque se suscitaen el pozo clesoldadLlra estoscomponentes el tlroltlest: En la soldadttrit, caciónen la zona clefusión se asemejaa un procesode fuuclición. (llle soldatlcolrlponentes se est¿ín forma por meclioclelos bordeso superficiesno funclidostle los t'tlliesta que erl es y la solcladut'a do. La diferenciasignificativaentrela soliditicaciónen funtlicirin se la frr¡rcliciólt que duranlc ma ocurreun crecimientoclegranoepitaxial.El lectordeberecortJar de partícttlitsstilitlasell la forman granosmetálicosu p,,-ni,cleia fusión,medirntela nrrclcaciórt se poi el crecimientodel grano.Etl ctltltraslc,ell el proccsode soltlitdtlt¿t paredde t'usión,seguicla cl cttal cll t'¡titutiul, de gt'tttrtt evita la etapade nucleacióna travésclelmecanismocler'ru'titttit'ttltt dc la base reticttlares sitios los Pfeexistentes los átomosclel pozo funcliclose solidificansobre tle l¿t ccrcit fttsitltl dc cl ítrcit tn la esfnrcfurarlel g¡'írno En consecr¡encia, nletálicasólidaaclyacenfe. caltlr af'cctada dc la ztltt¿t ¡rtlr por calor tienclea imitar la orientacirincristalogriil'icu zona at'ecta¿a ctt orictllircitirt rtilir tlcsarlollit sc fusiriu ¡rrcl-crcttciitl, Más haciael centr0de la zOnatle circundante. solclaclutle irltertirce la tle linites a krs perpendiculares la cual los granosestánaproximadamente liendea presentargratloscolumnares solidificada fusión de zona ra. La est.rcturaresultanieen la tle variosfactoresque burclos,como lo ntuestrala figura 28.8(b).La estructuratlcl g¡anodepe¡cle idé¡lticosco¡l(pol nretales e.ienrlllo, los metalesque se sueltlitn incluyenel procesode soldachlra, que sc si se urilizaun metalcleaportey ll velocirlatltle alimentaciótta Ia tra metalescliferentes), tnásalládel alcance est¿í de sr¡l
Columnas en la zona de fusión

Zona de fusión Zona ateclada por el calor(HAZ) Zona de metal base no afectado

Granosgruesosen la zona afectadapor el calor lejosde la interfacede soldadura Granosmás finosen la zona afectadapor el calorlelos de la interfacede soldadura Granostrabajadosen frío originales

Preguntas 725 a la clelmetalbase'pero estazonaha siclo cirin tluílrticaen la zonaafectadapor el calor es igual clesokladtrra'por lo que sehan alteradosuspropiedades tratadacon calor clebidoa las temperaturas depenclede factorestalescomo la cantiy estructura.La callticlaclrje daño metalúrgicoen la HAi zonade fusión' y la máxirnatemperaturaalcanzada'ladistanciade la dail rle calor que ha ingresaclo el nletal a altas temperaturas'la velocidadde enel intervalo de tienrpJ al que ha estaclosu¡eto mecánicasen la térmicasdel metal. El efecto sobrelas propiedades frianrientoy las propiedactes con frecuenciaocunen fallas por el calor por lcl generales negativoy en estaregión zona afect¿ttla ett la jttrttasoldacla' metalbase de la zonade fusióll,se alcanzapor fin la zonade Confgnneaumentala clistancia . que metalúrgico'No obstante'esprobable el metal rr0oleclada,enla cualno ha ocurridoun cambio en de altatensiónresidual'producidopor la contracción baseque rodeala tlAZ-fresenteutr estaclo la zolradc fusi(l¡t.

BL I O C R A F I C A S R E F E R E N C ItA]I S

'l-et'lrnology'Prentice I I I Cary. IL R.. Ilt¡dcrtt ll:cldittg' , 'J" 1979' I l a l l . E r r g l c w o oCc l i f ' l s N and Manul'acluring' I'rtt¡tat'lies Mtttat'ittl '. J [2] Datsko, l n c '' New York' l9ó6' S o t l s ' & W i l e v J o l r r r P t t t tc . s . s t ' r . C l r a ¡ r t e4r. Vrl' 6' Welcling'Brazing' l3l lt'leitt.s llottll¡tttil,.9th cil', S o c i e t yf o r M e t a l s ' M e t a l s A t t l c l i c ¡ t l atld Soltlcring.

PRECN UTAS

P a r k ,O h i o , 1 9 8 3 . Welding t4l WeltlirrgIlandbook,8th ecl',Vol' l, Anlerican 1987' Fla., Society,Miarni, Tool and Manufacturing [.51 Wick, C., and Veilleux,R. F., Vot' IV Quality Control ecl', EngirteersIlandbook,4th 9. and AssemblY,ChaPter

con otrostiposde operaclones en colnpafación

de la soldaclura y clesventtrjas 2tt.I i.cuírlesson las verrtajas

tlc cnsttlttblc'J al desarrollode la tectle Sir IlurnphreyDavy que conclujeron fuer.., l.s ¿os¿escubrirnie¡tos 28.2. ¿.(.uiiles ltroderlt¡t'? dc solcladura rrolrtgía 2t'|..1.¿Qui sigrrificael térnlirrosu¡te('icieenr¡talmanÍe? 28.4. Defirraef térnrinosoldtttlurapor.fusiótt' de estadosólido? entreuna soldadurapor fusióny una soldadura lirnclanlental es la <Jiferencia 2ti..5.¿,cuaíl 2 8 . ( r . ¿,Quées wa soldttduraaulóg,ena?

28.7. A l t a l i c e l a s r a z t l n e s p o r I a s c u a l e s c a s i t o < l a s I a s o p e r a c i o n e s c l e s o | d a < l u r a s o n i n h e r e n t e automática? con máquinay la soldadura etrtrela soldadura la clifcrencia 2 8 . t t . :ffli.t uniortes' de tipos clelos cinco 28.9. Nortthre1'hagaull esquetrta unasoldatltttttdefilete' de esquellla trrr y ltaga inn I)cf 2 8 .l O . i l ' t t s l . t r ( ' ( t( ' r o t l l t r a ' 2 8 . 1. l ) c { i r l a y l t a t a t r t t c s q u c l l l i l c l e u l r a s o l d a d t t r u de aPoYo? es una solclaclura 2 8 . t 2 . ¿,Qué ,áltludu'ude superficiea otrostiposde soldadura? u,lo tliferente qué es 2 8r.l . ¡,Por conformea los tércontinuay una soldadurainterrnitente' es la diferenciaentreuna solcladura 2 8 . 1 4 . ¿.Curil de fileteparauna uniónsobrepuesta? rninosc¡ttese nplicana urlasolclaclura caloríficasaltas? fuentescleenergíaque tengandensidades Itt 1 5 . ¡,Porc¡uées deseatrleusarel1soltlaclura ¿e y-"uáiesson los factores los que depende? la sol<Jadura 2ti 1 6 . ;.()Lrées la encrgladc Jitsirirrttnítarioen de c'alory eftcíenciadefusiónen la soldaelerran'sferi'tr:ia 2 8 n . l)efina y clistingalos ténninose.ficiencia rlrtt'a. de la quc cpittuiol y en qué es diferenteestaformaclesolidificación rlc grtttrrt cs ut¡t.tccintit,ttlrt l l t . l f { ;.(ltrc< ( ) c r . t r lec l t l a f u n d i c i ó nc o t t l ú l l ? ulla soldadurapor fusión? ¡tttr cl urlor ([-lAZ) ell 28.1(). , Cruil cs lt:¿,r¿¡ tt.l'ct.ttttlu

r 726

de solcladtrra Capítulo28 / Fundamentos

culrsloNARlo DEOPCI N M U L T I P L E

l-a calificaciónporcentualde la correctasen el siguien¡ecrtestionario Hay un total de I I respuestas pruebadebebasarseen estetotal'
,r.r. 1,";"t]"t;:il?fT[:"

b)de rreurrií'r']a)enr¡ralnraclu' ri¡ros para6cuálcrerossig'ienres pu"a"usarse

d) en T' esquina,c) suPerPuesta, 28'3.Unasoldaduradefi|etetieneunaformadeseccióntransversalqueesaproxitna

PROBLEMAS D i s e ñ od e u n i o n e s

otro y y alinearíanltls lrortlestle pa|tcstlfloc()t] prepararían cttad¡.a. stlldittltrra a) s()s: s pr()ce pa,.alo, siguiente de solda
que muestrencó¡nose 28.1. Preparecliagramas

Densidadde energía

\

icic dc rttta ¡littlc tle rnctal' es capaz cletransf'erir 150 Btu/urin ü lu superf 2g.2. lJn¿tfi¡entede calor para solclatiura ct¡llfirtltrcllt¡nlelltacl circul¿u'y la intcnsitlaclc¡lol'íl'icatlisrlrirruye .rEl área cale¡rtacla es aproxinradanrente = y (liiirllclt() 0' I Pr¡lg cl 75% s.utrilllsf'¡clc ic¡e ,lcnt,'.,ic t¡n cír'ctrlo(lc El 50ok tlelae'ergía se tr.a¡rsf |¡q
en,a ca ea i,iil:{ ¿i :irij*tlli:mh rui:ilf::i;::li..,':'l],'J:Jl::',i:'ill.i 3l,T].,#H: 28 sc collcoltfirrrlteilulllelltil cl l'irdirl'El 60'zí'tlcl crtltlr del calordisnrirlrr¡'e da bs circulary la iniensidatl energía tle c|eciánlell.tr, ¿,Essuficicntela densit|atl centraen un áreacircularque tiene 3 nrilírnetr.os resultan(e Parafundir metales?

Unidadde energíade fusión

tnet¡les:a) alrrlninio'b) carbonoacero clelos siguientes 28.4 comparela unidaclcleenergíaparala firsión bajo simPle,c) cobreY d) titanto' ra rcració.parala e'e'gía dc tilsitlnu'itaria rineares escaras 2g.5. Realiceroscálcurosy tracesobreejesconoF oC). paracollscomtllassiguientcs tltilice tenlpeÍatul'as (use o comounafi¡nciónde la temperatura.

Problemas

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l r u i r l ¿ r c u a t l r í c u- 5 l a( ;r u " F ( 2 6 0 " C -1-0) .0 0 " F ( 5 4 0 ' C ) ,1 5 0 0 " F ( 8 2 0 ' C ) , 2 0 0 0 " F ( l l 0 0 " C ) , 2 5 O O o F 'C) y 35t)0'F ( 1930'C). En la cuaclrícula, ( I.170'C). 3(Xn 'F ( 16.50 de algunos marquelasposiciones de la fabla28.2. tlc krsllctalcs ¡ralasolrlaclura A,,,= 0.O45fulg2 y una longitudde l0 28.(r. Cliertasoltladt¡r.a rlc surcoticnc urr rileade seccióntransversal (en para la soldadurasi el metalque se va a requiere conseguir a) cantidad cle caklr Btu) se ¡lulg. ,,,(]ucr calordebegenerarse en la fuentede soldadurasi la eficiensoldarcs acelorrreclio carbono'/b) ¿,Cuánto c i ¿trl c t r ' ¿ r n s f c r c ¡
en l.r solcl¿rdura E c ¡ L r i l i b rrle i o errerr¡1ía particulargerleral2-5Btu/rnin,lo cual se transfiere de soldadura rlc crrcrgíacll t-nlao¡reración l13.l0. l.a lrri.rrlt' = El puntode fusiónparael metalque se va a soleliciencia./l 0.8. icic tle tralra.jo con una ln srr¡rcrf ir "F y su c[icicrrciade firsitirr = 0..5.Se reitliz.itr(t = una soldadura de [iletecontinuacon ttn l8()0 tllr Q,, /) = velocidad .r'tt'irin rlivel de de viaje en la que puede pulg2. l)cterrnine el 4,, 0.04 lr¡rnsvcrs¿rl tlc iír'c¿r c o r r s e g u i r sl i ct o ¡ l c l a c i < ti lt et s o l d a d r ¡ r a . . i/¡ =0.95, , , , , = 0 . 0 2 5p u l g 2 yl ' = t 5 p u l g / m i nS s o l d a d u r a dfei l e t e A 2 l . t . l l . t . , l cr i c r t ao ¡ r c r a c i t iprar r ah a c e r u l r a "F = generación de calor delerntinela velocidadde .ñ = 0.-5), l/,,, 2(XX) parael rnetalquc se v¿ra solcl¿tr, pararealizarel proceso. rct¡Ltct iilit crt lit li¡clltctle soltlatlura con arcoeléctrico= 3000W. Estose transfiere 2tt.I2. l.u t'orriclttttgcncnrtlaclr ciertaopcracitinclesoldadura clecalorclelransferencia rlc trabtjo coll unael'iciencia a lir su¡rcr'licic /l = 1¡.9.El rnetalque se va a solque la eficienciade fusión en la tabla28.2.Suporrga tl¿rrr'scobrc.cu)o l)untodc fusi