Clasificación de la soldadura

La soldadura de metales se puede dividir en tres categorías según las características de su proceso: soldadura por fusión, soldadura a presión y soldadura fuerte.
Durante el proceso de soldadura, si la atmósfera entra en contacto directo con un baño de fusión a alta temperatura, el oxígeno de la atmósfera oxidará el metal y los diversos elementos de aleación. El nitrógeno y el vapor de agua de la atmósfera que ingresan al baño de fusión también pueden formar defectos como poros, inclusiones de escoria y grietas en la costura de soldadura durante el enfriamiento posterior, lo que deteriora la calidad y el rendimiento de la costura de soldadura.
Para mejorar la calidad de la soldadura, se han desarrollado varios métodos de protección. Por ejemplo, la soldadura por arco con protección de gas utiliza gases como el argón y el dióxido de carbono para aislar la atmósfera y proteger el arco y la velocidad del baño de fusión durante la soldadura; por ejemplo, al soldar acero, la adición de polvo de hierro y titanio con alta afinidad por el oxígeno al recubrimiento del electrodo para la desoxidación puede proteger los elementos beneficiosos como el manganeso y el silicio en el electrodo de la oxidación y la entrada en el baño de fusión. Después del enfriamiento, se pueden obtener soldaduras de alta calidad.
La característica común de los distintos métodos de soldadura a presión es que durante el proceso de soldadura se aplica presión sin añadir material de relleno. La mayoría de los métodos de soldadura a presión, como la soldadura por difusión, la soldadura de alta frecuencia, la soldadura a presión en frío, etc., no tienen un proceso de fusión, por lo que no existe el problema de que se quemen los elementos beneficiosos de la aleación ni de que los elementos dañinos entren en la costura de soldadura como ocurre con la soldadura por fusión, lo que simplifica el proceso de soldadura y mejora la seguridad y las condiciones de higiene de la soldadura. Mientras tanto, debido a la menor temperatura de calentamiento y al menor tiempo de calentamiento en comparación con la soldadura por fusión, la zona afectada por el calor es más pequeña. Muchos materiales que son difíciles de soldar por fusión a menudo se pueden soldar a presión para formar juntas de alta calidad con la misma resistencia que el material base.
La unión formada durante la soldadura que conecta dos cuerpos conectados se denomina costura de soldadura. Los dos lados de la costura de soldadura se someten al calor de la soldadura durante la soldadura, lo que da como resultado cambios en la microestructura y las propiedades. Esta área se llama zona afectada por el calor. Debido a las diferencias en el material de la pieza de trabajo, la corriente de soldadura y otros factores durante la soldadura, para deteriorar la soldabilidad es necesario ajustar las condiciones de soldadura. El precalentamiento en la interfaz de la soldadura antes de la soldadura, el aislamiento durante la soldadura y el tratamiento térmico posterior a la soldadura pueden mejorar la calidad de la soldadura de la soldadura.
Además, la soldadura es un proceso local de calentamiento y enfriamiento rápido, y el área de soldadura no puede expandirse ni contraerse libremente debido a las limitaciones del cuerpo de la pieza de trabajo circundante. Después del enfriamiento, se producen tensiones de soldadura y deformaciones en la pieza soldada. Los productos importantes deben eliminar las tensiones de soldadura y corregir las deformaciones de soldadura después de la soldadura.
La tecnología de soldadura moderna permite realizar soldaduras sin defectos internos ni externos, con propiedades mecánicas iguales o incluso superiores a las del cuerpo conectado. La posición mutua del cuerpo soldado en el espacio se denomina unión soldada, y la resistencia en la unión no solo se ve afectada por la calidad de la costura de soldadura, sino también por su forma geométrica, tamaño, situación de tensión y condiciones de trabajo. Las formas básicas de unión incluyen la unión a tope, la unión traslapada, la unión en T (unión positiva) y la unión en esquina.
La forma de la sección transversal de la soldadura de unión a tope está determinada por el espesor del cuerpo soldado antes de la soldadura y la forma de la ranura de los dos bordes de la unión. Al soldar placas de acero más gruesas, se cortan varias formas de ranuras en la unión para facilitar la inserción de varillas o alambres de soldadura. Las formas de ranura incluyen ranura de soldadura de un solo lado y ranura de soldadura de doble lado. Al elegir la forma de la ranura, además de garantizar una penetración completa, también se deben considerar factores como una soldadura fácil, menos metal de relleno, una pequeña deformación de la soldadura y bajos costos de procesamiento de la ranura.
Cuando se unen dos placas de acero con diferentes espesores, para evitar una concentración de tensión grave causada por cambios bruscos en la sección transversal, el borde más grueso de la placa suele adelgazarse gradualmente para lograr un espesor igual en los dos bordes de unión. La resistencia estática y la resistencia a la fatiga de la unión de acoplamiento son superiores a las de otras uniones. La soldadura de juntas a tope suele preferirse para conexiones que funcionan bajo cargas de impacto alternas o en recipientes de baja temperatura y alta presión.
El trabajo de preparación previa a la soldadura para juntas de solape es simple, fácil de montar y la deformación de la soldadura y la tensión residual son pequeñas. Por lo tanto, se utiliza a menudo en la instalación de juntas y estructuras sin importancia en sitios de construcción. En términos generales, las juntas de solape no son adecuadas para trabajar en condiciones como cargas alternas, medios corrosivos, temperaturas altas o bajas.
El uso de juntas en T y juntas de esquina se debe generalmente a requisitos estructurales. Las características de trabajo de las soldaduras de filete en juntas en T que no están completamente penetradas son similares a las de las soldaduras de filete en juntas traslapadas. Cuando la costura de soldadura es perpendicular a la dirección de la fuerza externa, se convierte en una costura de soldadura de ángulo positivo, y la forma de la superficie de la costura de soldadura provocará diversos grados de concentración de tensión; La situación de tensión de la soldadura de filete soldada es similar a la de la junta a tope.
Las juntas de esquina tienen una capacidad de carga baja y, por lo general, no se utilizan por separado. Solo se mejoran cuando se sueldan o cuando hay soldaduras en las esquinas tanto en el interior como en el exterior. Se utilizan principalmente en las esquinas de estructuras cerradas.
Los productos soldados son más livianos que las piezas remachadas, las piezas fundidas y las piezas forjadas, lo que puede reducir su propio peso y ahorrar energía para los vehículos de transporte. La soldadura tiene un buen rendimiento de sellado y es adecuada para la fabricación de varios tipos de contenedores. El desarrollo de la tecnología de procesamiento de juntas, que combina la soldadura con la forja y la fundición, puede producir estructuras soldadas por fundición y forjadas de gran tamaño y económicamente razonables con altos beneficios económicos. El uso de la tecnología de soldadura puede utilizar materiales de manera efectiva, y las estructuras soldadas pueden usar materiales con diferentes propiedades en diferentes partes, aprovechando al máximo las resistencias de varios materiales para lograr economía y alta calidad. La soldadura se ha convertido en una técnica de procesamiento indispensable y cada vez más importante en la industria moderna.
En el procesamiento moderno de metales, la soldadura se desarrolló más tarde que los procesos de fundición y forjado, pero su velocidad de desarrollo fue muy rápida. El peso de las estructuras soldadas representa aproximadamente el 45% de la producción de acero, y la proporción de estructuras soldadas de aluminio y aleaciones de aluminio también está aumentando.
La futura tecnología de soldadura requiere el desarrollo de nuevos métodos de soldadura, equipos de soldadura y materiales de soldadura para mejorar aún más la calidad de la soldadura y la confiabilidad de la seguridad, como la mejora de las fuentes de energía de soldadura existentes, como arco, arco de plasma, haz de electrones, láser, etc. Al utilizar tecnologías electrónicas y de control, nuestro objetivo es mejorar el rendimiento del proceso de los arcos eléctricos y desarrollar métodos de seguimiento de arco confiables y livianos.
Por otro lado, necesitamos mejorar el nivel de mecanización y automatización de la soldadura, como implementar el control de programas y el control digital para las máquinas de soldar; desarrollar una máquina de soldar especializada que automatice todo el proceso desde la preparación, la soldadura hasta el monitoreo de calidad; promover y expandir los brazos robóticos de soldadura CNC y los robots de soldadura en las líneas de producción de soldadura automáticas pueden mejorar el nivel de producción de soldadura y mejorar las condiciones de higiene y seguridad de la soldadura.