Una junta de soldadura es un punto o borde donde se unen dos o más piezas de metal o plástico. Se forman soldando dos o más piezas de trabajo (metal o plástico) según una geometría particular.
La soldadura es uno de los procesos de unión más comunes, dos o más piezas de metal se unen para formar una sola pieza usando alta temperatura para derretir las piezas y dejar que se enfríen provocando la fusión. Aunque este concepto es fácil de describir, su aplicación no es sencilla. La rugosidad de la superficie, las impurezas, las imperfecciones de ajuste y las variadas propiedades de los materiales que se unen complican el proceso de unión. Pueden soldarse tanto metales similares como diferentes (soldadura heterogénea). La unión de unión es metalúrgica (implica cierta difusión) en lugar de simplemente mecánica, como ocurre con el remachado y el atornillado. Aunque la soldadura se considera un proceso relativamente nuevo como se practica en la actualidad, sus orígenes se remontan a la antigüedad. Hasta finales del siglo XIX, el único proceso de soldadura erasoldadura de forja , que los herreros habían utilizado durante milenios para unir hierro y acero mediante calentamiento y martilleo. Hoy en día, existe una variedad de métodos de soldadura, incluida la soldadura por arco y gas, así como la soldadura fuerte y la soldadura fuerte. Aunque partes de esta descripción no se aplican a soldadura fuerte, soldadura fuerte y unión adhesiva.
Física de la soldadura
El objetivo de los procesos de unión es hacer que diversas piezas de material se conviertan en un todo unificado. En el caso de dos piezas de metal, cuando los átomos en el borde de una pieza se acercan lo suficiente a los átomos en el borde de otra pieza para que se desarrolle la atracción interatómica, las dos piezas se vuelven una.
Hay dos categorías principales de soldadura:
- Soldadura por fusión . En la soldadura por fusión , dos bordes o superficies a unir se calientan hasta el punto de fusión y, cuando es necesario, se agrega metal de aportación fundido para llenar el espacio de la junta. Debido a las transiciones de fase de alta temperatura inherentes a estos procesos, se crea una zona afectada por el calor (ZAT) en el material. Soldaduras de fusiónson creados por la coalescencia de metales base fundidos mezclados con metales de relleno fundidos. El calor para la fusión se desarrolla en la unión de soldadura prevista o se aplica a la unión prevista desde una fuente externa. Un ejemplo de un medio para desarrollar calor en la unión de soldadura es el paso de corriente a través de la resistencia de contacto eléctrico entre las superficies de contacto de los materiales a soldar. La mayoría de los procesos de soldadura por fusión aplican calor de una fuente externa a la unión de soldadura para producir la unión de soldadura. El calor se transporta desde la fuente de calor a la articulación por conducción, convección y radiación. Las fuentes de calor desarrollado externamente incluyen haces de electrones, rayos láser, reacciones químicas exotérmicas (utilizadas en la soldadura con gas oxicombustible y soldadura con termita) y arcos eléctricos. Arcos eléctricos, la fuente de calor más utilizada, son la base de los distintos procesos de soldadura por arco. La soldadura por fusión se utiliza en la fabricación de muchos artículos de uso diario, incluidos aviones, automóviles y estructuras.
- Soldadura de estado sólido . Para la soldadura en fase sólida, dos superficies metálicas sólidas limpias se ponen en contacto lo suficientemente estrecho para que se forme una unión metálica. La soldadura en fase sólida se puede lograr a temperaturas tan bajas como la temperatura ambiente. El proceso de enlace se basa en la deformación o en la difusión y la deformación limitada, de modo que el movimiento atómico (difusión) crea nuevos enlaces entre los átomos de dos superficies. La soldadura por forja es una técnica de soldadura de estado sólido conocida desde hace siglos. Muchos metales se pueden soldar por forja, siendo los más comunes los aceros con alto y bajo contenido de carbono. Una de las más populares, la soldadura ultrasónica , se usa para conectar láminas delgadas o alambres hechos de metal o termoplástico haciéndolos vibrar a alta frecuencia y bajo alta presión. Otro proceso común,soldadura por explosión , implica la unión de materiales empujándolos juntos bajo una presión extremadamente alta. La energía del impacto plastifica los materiales, formando una soldadura, aunque solo se genera una cantidad limitada de calor.
En esta sección nos centraremos en la soldadura por fusión , que es más común que la soldadura de estado sólido. La soldadura por fusión se utiliza en la fabricación de muchos artículos cotidianos, incluidos aviones, automóviles y estructuras. Utilizando una fuente de calor con suficiente potencia es posible fusionar a través de una sección completa de placa muy gruesa. El baño de soldadura producido es difícil de controlar y la zona afectada por el calor (ZAT)de tales soldaduras tiene un grano relativamente grueso, lo que afecta negativamente a las propiedades mecánicas del acero. La zona afectada por el calor (ZAC) es un anillo que rodea la soldadura en el que la temperatura del proceso de soldadura, combinada con las tensiones del calentamiento y enfriamiento desigual, alteran las propiedades de tratamiento térmico de la aleación. Los efectos de la soldadura sobre el material que rodea la soldadura pueden ser perjudiciales; según los materiales utilizados y la entrada de calor del proceso de soldadura utilizado, la ZAT puede ser de diferente tamaño y resistencia. En el baño de soldadura, el calor se transporta mediante convección y conducción .
La comprensión de la transferencia de calor es importante en la producción de soldaduras, ya que las propiedades de una soldadura están controladas por su geometría y por la composición y estructura de los materiales que se están soldando.
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