La soldadura por fusión es un término genérico para los procesos de soldadura que se basan en la fusión para unir materiales de composiciones y puntos de fusión similares . [1] Debido a las transiciones de fase de alta temperatura inherentes a estos procesos, se crea una zona afectada por el calor en el material [1] : 755 (aunque algunas técnicas, como la soldadura por haz, a menudo minimizan este efecto al introducir comparativamente poco calor en la pieza de trabajo [2] ).
A diferencia de la soldadura por fusión, la soldadura de estado sólido no implica la fusión de materiales.
La soldadura por fusión ha sido un factor crítico en la creación de la civilización moderna debido a su papel vital en las prácticas de construcción. Aparte de los pernos y remaches, no existen otros métodos prácticos para unir piezas de metal de forma segura. La soldadura por fusión se utiliza en la fabricación de muchos artículos de uso diario, incluidos aviones, automóviles y estructuras. Más allá de la construcción, una gran comunidad utiliza tanto la soldadura por arco como la soldadura por contacto con llama para crear obras de arte.
La soldadura por arco es uno de los muchos tipos de soldadura por fusión. La soldadura por arco une dos piezas de metal mediante el uso de un metal de relleno intermedio. La forma en que esto funciona es completando un circuito eléctrico para crear un arco eléctrico . Este arco eléctrico tiene una temperatura de 6500 °F (3593 °C) en su centro. [3] Este arco eléctrico se crea en la punta del metal de relleno. A medida que el arco derrite el metal, una persona o una máquina lo mueve a lo largo del espacio entre los metales, creando una unión. Este método es muy común, ya que generalmente se realiza con una máquina manual. Las máquinas de soldadura por arco son portátiles y se pueden llevar a los lugares de trabajo y a las áreas de difícil acceso. También es el método más común de soldadura submarina. Los arcos eléctricos se forman entre puntos separados por un gas. En el proceso de soldadura submarina, se sopla una burbuja de gas alrededor del área que se está soldando para que se pueda formar un arco eléctrico. La soldadura submarina tiene muchas aplicaciones. Los cascos de los barcos se reparan y las plataformas petrolíferas se mantienen con soldadura por arco submarino.
La soldadura por resistencia se realiza utilizando dos electrodos . Cada uno entra en contacto con una de las piezas que se van a soldar. A continuación, las dos piezas de metal se presionan entre los electrodos y se hace pasar una corriente eléctrica a través de ellas. [4] Las piezas de metal comienzan a calentarse en el punto en el que entran en contacto. La corriente pasa a través del metal hasta que está lo suficientemente caliente como para que las dos piezas se fundan y se unan. A medida que el metal se enfría, la unión se solidifica. Este proceso requiere grandes cantidades de electricidad. En la mayoría de los casos, se necesitan transformadores para proporcionar suficientes amperios. La soldadura por resistencia es una forma muy común de soldadura por fusión. Se utiliza en la fabricación de automóviles y equipos de construcción.
La soldadura por conducción, también conocida como soldadura por haz láser o soldadura por radiación, es una forma de soldadura por fusión de alta precisión. " Láser " es un acrónimo de Amplificación de luz por emisión estimulada de radiación. El láser emite luz en ráfagas llamadas bombeos. [5] Estas ráfagas se dirigen a la costura de los metales que se desea unir. A medida que el láser estalla, se guía a lo largo de la costura. Estas ráfagas intensas funden el metal. Los dos metales, cuando se funden, se mezclan entre sí. Una vez que se ha enfriado, la costura creada es una unión fuerte. Los láseres son eficientes porque se pueden configurar para realizar múltiples soldaduras a la vez. El haz láser se puede dividir y enviar a múltiples ubicaciones, lo que reduce en gran medida el costo y la cantidad de energía requerida. La soldadura por haz láser encuentra aplicaciones en la industria automotriz.
La soldadura por inducción es una forma de soldadura por resistencia. Sin embargo, no hay puntos de contacto entre el metal que se está soldando y la fuente eléctrica o el soldador. En la soldadura por inducción, una bobina se enrolla alrededor de un cilindro. Esta bobina provoca un campo magnético a través de la superficie del metal en el interior. Este campo magnético fluye en la dirección opuesta del campo magnético en el interior del cilindro. Estos flujos magnéticos se obstaculizan entre sí. [6] Esto calienta el metal y hace que los bordes se fundan entre sí.
El contacto con llama es una forma muy común de soldadura. El tipo más popular de soldadura con contacto con llama es la soldadura con gas oxicorte . La soldadura con contacto con llama utiliza una llama expuesta a la superficie de los metales que se están soldando para fundirlos y luego unirlos. El oxicorte utiliza oxígeno como fuente de ignición primaria junto con otro gas, como el acetileno, para producir una llama que tiene una temperatura de 2500 °C en la punta y de 2800 a 3500 °C en la punta del cono interior. [7] Se pueden utilizar otros gases, como el propano y el metanol, para la soldadura con oxicorte. El acetileno es el gas más común utilizado en la soldadura con oxicorte.
La soldadura con reactivos sólidos utiliza reacciones entre elementos y compuestos. Ciertos compuestos, cuando se mezclan, crean una reacción química exotérmica , lo que significa que emiten calor. Una reacción muy común utiliza termita, una combinación de óxido de metal (óxido) y aluminio. Esta reacción produce calor a más de 4000 °F. [7] Los compuestos reactivos sólidos se canalizan hacia las dos piezas de metal que se están uniendo. Una vez en su lugar, se utiliza un catalizador para iniciar la reacción. Este catalizador puede ser un producto químico u otra fuente de calor. El calor creado derrite los metales que se están uniendo. Una vez que se enfría, se forma un enlace. Desde soldar vías de tren hasta ingresar a bóvedas de bancos, la soldadura con reactivos sólidos tiene muchos usos especializados.
En la gran mayoría de aplicaciones, el enlace interatómico se establece por fusión. Cuando los materiales de la pieza de trabajo ( materiales base o parentales ) y el relleno (si se utiliza) tienen composiciones y puntos de fusión similares pero no necesariamente idénticos, el proceso se denomina soldadura por fusión o simplemente soldadura .