Soldadura
Soldadura fuerte (Brazing o Brazado) es la unión de metales realizada a través del uso de caloría y metal de aportación (aleación de soldadura), cuya temperatura es superior a 450 °C y abajo del punto de fusión de los metales siendo unidos. Através del efecto de capilaridad, el metal de aportación es atraído para llenar la holgura entre los metales y tras enfriamiento, se solidifica formando una unión resistente. El proceso de soldadura fuerte es utilizado para unir la mayoría de los metales y sus aleaciones.
Ventajas del proceso de soldadura fuerte
Soldadura fuerte es un proceso de unión de metales, versátil, presenta diversas ventajas sobre otros procesos de unión de metales.
Las ventajas son:
- Uniones hechas por el proceso de soldadura fuerte son resistentes, cuando realizadas en no ferrosos y aceros, uniones bien hechas frecuentemente poseen resistencia a la tracción más alta que las de los metales base;
- Las uniones son dúctiles, soportando condiciones de trabajo hostiles como vibraciones y choque;
- El proceso de soldadura fuerte permite la unión de metales disimilares. Se puede fácilmente unir ferrosos y no ferrosos, materiales cerámicos, metal duro, y otros;
- Raramente son necesarios procesos de acabado como maquinado o lijado tras la soldadura fuerte, ya que el aspecto visual de esas uniones es superior a otros procesos.;
- Eficiente contra filtraciones, por ese motivo son ampliamente utilizadas en instalaciones de gases, líquidos, sistemas de refrigeración y conexiones hidráulicas.
Términos utilizados en el proceso de soldadura fuerte
Metal de Aportación: Aleación de soldadura con temperatura de fusión (liquidus) arriba de 450 °C y abajo de la temperatura de fusión del metal base.
Liquidus: La temperatura más baja en que el metal de aportación es completamente líquido.
Solidus: La temperatura más alta en que el metal de aportación es completamente sólido.
Rango de Fusión: Rango de temperatura en que el metal de aportación se funde.
Eutéctica: Aleaciones de soldadura que no poseen un intervalo de fusión, y sí, un único punto de fusión.
Metal Base: Son los metales a ser unidos.
Holgura de la Unión: Espacio entre los metales base que serán unidos a través del metal de aportación.
Capilaridad: Fuerza que atrae y promueve penetración del metal de aportación para la holgura que existe entre los metales base.
Humectación: Capacidad que el metal de aportación en su forma líquida tiene de fluir y adherirse a superficie del metal base.
Fundente: Producto químico que protege y retarda la incidencia de nuevos óxidos en la superficie del metal base durante el proceso de soldadura. Promueve incluso fluidez y humectación del metal de aportación.
Pre-Formado: Metales de aportación con formatos específicos y apropiados para unir una determinada junta. Ejemplos de preformados son: soldaduras en anillos, soldaduras estampadas, picoteadas, granos, y otros.
Soldadura en Pasta: Las soldaduras en ese formato posibilitan la reducción de los procesos de soldadura fuerte, además de mayor control de calidad y costos. Son compuestos por la aleación de soldadura en polvo, fundente (cuando el proceso no es realizado en atmósfera controlada) y un vehículo neutro que hace con que esos componentes se mantengan homogéneos y estables.
Vehículo Neutro: utilizado en las soldaduras en pasta, el vehículo neutro hace con que la soldadura en polvo y el fundente se mantengan homogéneos y estables.
6 pasos básicos que deben ser seguidos para tener uniones de calidad
Diseño y Holgura de la unión
Las uniones deben poseer holguras adecuadas para que el metal de aportación pueda fluir.
La resistencia mecánica de la unión varía de acuerdo con a holgura y la superposición de los metales base.
Diferentes coeficientes de expansión térmica de los metales base, deben ser tomados en consideración.
Para uniones sobrepuestas use superposición de 3-4 veces el espesor del metal base más delgado.
Limpieza Pre Soldadura fuerte
Las partes a ser unidas deben estar libres de aceite, grasa, y oxidación superficial.
Aceite, grasa, y residuos orgánicos pueden ser removidos con solventes decapadores. Agua caliente y detergente también pueden ser eficaces.
Óxidos superficiales pueden ser removidos con una lija abrasiva.
Utilizando Fundente
La elección del fundente es tan importante como la elección del metal de aportación. Mayores informaciones pueden ser encontradas en este catálogo.
Lo ideal es que el fundente sea aplicado en ambas partes a ser unidas, antes de ser montadas y calentadas.
El fundente debe volverse activo en temperaturas abajo de las del metal de aportación, y mantenerse activo hasta el término de la operación, previniendo la incidencia de nuevos óxidos en la superficie del metal base.
Dispositivos/ Modelos para soldadura fuerte
Ahora que las partes a ser unidas están limpias y con fundente, necesitamos mantenerlas en la posición ideal durante el proceso de soldadura fuerte.
Es importante que las partes estén alineadas durante los ciclos de calentamiento y enfriamiento para que la acción capilar pueda hacer su parte.
Si el peso y la geometría de la pieza lo permiten, la manera más sencilla de mantenerlas en la posición ideal es através de la gravedad.
Si eso no fuera posible, se debe utilizar un soporte/dispositivo para fijación. Dé preferencia a materiales que son aislantes térmicos, como los refractarios.
Calentamiento y aplicación del metal de aportación
Diferentes métodos de calentamiento pueden ser utilizados.
Los más comunes son: llama (soplete), inducción, resistencia, y hornos de atmósfera controlada. Es de extrema importancia que el calentamiento del metal base sea hecho de manera gradativa hasta la temperatura correcta.
Cuando la temperatura de soldadura fuerte fuera adecuada, el fundente estará transparente y fluyendo sobre la unión y el metal de aportación debe ser aplicado en ese momento. Aleaciones con alta fluidez, fluirán por todo el espacio entre los metales base a través de la acción capilar.
El metal de aportación en su estado líquido fluye siempre para la parte más caliente de la junta, y el calentamiento debe continuar mientras la aleación fluye para dentro de la holgura. Si la soldadura fuerte fuera por soplete, se debe utilizar calentamiento indirecto y cuando la soldadura fuerte estuviera completo, el mismo debe ser descontinuado.
Limpieza Pos Soldadura fuerte
Durante el enfriamiento, se debe tomar cuidado para no causar choque térmico en las partes evitando posibles daños o trincados.
Si el fundente utilizado fuera corrosivo y deja residuos, es importante que los mismos sean removidos a través de procesos de limpieza como lavado en agua tibia, acción mecánica o tratamiento químico.
Cennabras produce fundentes que no son corrosivos y que no generan residuos, evitando así el proceso de limpieza tras soldadura fuerte. En líneas de montaje esta característica aumenta la productividad.