Soldadura de chapa metálica: La guía completa

Soldadura de chapa metálica: La guía completa

La fabricación de chapa metálica es un proceso complejo que implica varios pasos importantes, siendo la soldadura uno de ellos.

Este artículo va a ofrecer todos los detalles importantes en el proceso de soldadura de chapa metálica.

¿Qué es la Soldadura de Chapa Metálica?

La soldadura de chapa metálica es una técnica de unión de metales en la que se fusionan dos o más piezas de trabajo utilizando presión, calor o ambos.

La soldadura de chapa metálica te permite unir piezas de metal según especificaciones y formas deseadas. Al ser mucho más delgada en comparación con otros materiales, las técnicas de soldadura de chapa metálica delgada emplean un enfoque totalmente diferente.

chapa metálica soldada

chapa metálica soldada

Diferencia entre Flujo de Soldadura y Metal de Aportación en la Soldadura de Chapa Metálica

Figura 2 - Proceso de soldadura por flujo en chapa metálica

proceso de soldadura por flujo en la soldadura de chapa metálica

La tabla a continuación destaca las diferencias entre el flujo de soldadura y el metal de aportación en la soldadura de chapa metálica.

Flujo de Soldadura Metal de Aportación
El material de flujo es un agente químico purificador, limpiador o fluidificante utilizado para fomentar la fusión de piezas en la soldadura de chapa metálica. El papel principal del flujo de soldadura es impedir la oxidación de los materiales de aportación y base durante la soldadura. Un metal de aportación describe una sustancia que se funde al calentarse para fluir y formar una junta soldada entre las dos piezas de metal. Generalmente, es un metal aleado que tiene propiedades específicas de flujo y soldadura.
Viene en forma sólida o disuelta que es casi inerte a temperatura ambiente promedio. Sin embargo, el flujo de soldadura puede ser extremadamente reductor cuando se expone a temperaturas elevadas para inhibir la formación de óxido metálico. Los metales de aportación vienen en forma sólida o pastosa (como anillos, alambre, arandelas, polvo o pastillas). En primer lugar, atomizas los metales de aportación de fusión en polvo luego los mezclas con el flujo de soldadura hasta obtener una mezcla pastosa.
El flujo permite el mojado del metal fundido al disolver los óxidos en la superficie del metal. También actúa como una barrera de oxígeno minimizando la oxidación.

 

El uso de metal de aportación te ayuda a formar una junta soldada que cumple con los requisitos de servicio como resistencia mecánica y resistencia a la corrosión. Las operaciones de soldadura de metales utilizan o consumen el material hasta que forme parte de la soldadura producida.
Algunos de los materiales de flujo utilizados en la soldadura de chapa metálica incluyen:

  • Ácido clorhídrico
  • Cloruro de zinc
  • Cloruro de amonio
  • Bórax

 

 

 

 

 

Los tipos comunes de metales de aportación utilizados en la soldadura de chapa metálica incluyen:

  • Aluminio
  • Plomo
  • Latón
  • Plata
  • Níquel
  • Acero al carbono
  • Cobre
  • Cromo
  • Estaño
  • Zinc
  • Oro de joyería
  • Titanio

 

Más Recursos:

Métodos de Soldadura de Chapa Metálica

Existen una variedad de técnicas de soldadura de chapa metálica. Sin embargo, los métodos se dividen en dos categorías generales, a saber, soldadura por fusión y soldadura en estado sólido.

La elección del proceso correcto de soldadura de chapa metálica depende del tipo de material de chapa metálica y las condiciones en las que se utilizará la pieza fabricada.

Ahora veamos en detalle los dos principales tipos de soldadura de chapa metálica.

Soldadura por fusión

La soldadura por fusión es un proceso de unión de metales que aplica calor para fundir dos o más piezas de trabajo juntas.

Calienta los metales base hasta su temperatura de fusión, creando así una coalescencia entre las partes.

Puede que necesites o no un material de relleno durante la soldadura por fusión de láminas delgadas de metal. Además, este método de soldadura no requiere que apliques presión externa, salvo la técnica de soldadura por resistencia.

La soldadura por fusión ocurre cuando los metales base fundidos se fusionan con el material de relleno fundido. Puedes aplicar el calor para fundir los materiales en la zona de unión o desarrollarse externamente en el punto de soldadura preferido.

Existen muchas subcategorías del método de soldadura por fusión que puedes clasificar aún más en función de la fuente de calor.

Más recursos:

Soldadura con arco

Esta es una de las técnicas preferidas de soldadura por fusión que une dos o más piezas de láminas metálicas utilizando un arco eléctrico.

La soldadura con arco es perfecta para unir láminas metálicas duras porque el arco eléctrico puede producir calor de hasta 3,000 grados Celsius.

Además, la soldadura con arco es igualmente ideal para aplicaciones marítimas, ya que te permite realizar soldaduras submarinas de láminas metálicas. Los métodos comunes de soldadura con arco incluyen:

Soldadura con gas

La soldadura con gas constituye todas las técnicas de soldadura de láminas delgadas que utilizan una combinación de gases para producir una llama caliente.

El método requiere gases de protección para resguardar la zona de soldadura de gases atmosféricos como el oxígeno y el nitrógeno que pueden causar defectos de soldadura.

Las soluciones comunes de soldadura con gas incluyen:

Soldadura por resistencia

En este tipo de soldadura de láminas metálicas, generas calor haciendo circular corriente a través de la resistencia debida al contacto entre las dos superficies metálicas.

Forma pequeñas piscinas de metal fundido en la zona de soldadura al pasar una corriente elevada (1,000 a 100,000 A) a través del metal.

Debes mantener una presión de contacto considerable durante la soldadura para lograr una buena unión soldada.

Generalmente, los métodos de soldadura de láminas metálicas por resistencia son eficaces y generan una contaminación mínima.

Sin embargo, tienen aplicaciones limitadas y el costo del equipo puede ser elevado. Algunos de los tipos de soldadura de láminas metálicas por resistencia de uso popular incluyen:

Soldadura de Energía Intensa

Las técnicas de soldadura por haz de energía son procedimientos comparativamente nuevos que encuentran amplio uso en aplicaciones de alta producción.

Las dos formas de soldadura por haz de energía de láminas delgadas son:

Las dos técnicas de soldadura de láminas delgadas son bastante similares, diferenciándose principalmente en su fuente de energía.

La soldadura por haz de electrones emplea un haz de electrones y se realiza en un vacío, mientras que la soldadura por haz láser aplica un haz láser altamente concentrado.

Ambos exhiben una densidad de energía excepcionalmente alta, lo que facilita la penetración profunda del cordón de soldadura y reduce el tamaño del área de soldadura.

Los dos métodos de soldadura son altamente productivos debido a su naturaleza extremadamente rápida y facilidad de automatización.

El alto costo del equipo y la vulnerabilidad a la fractura térmica son las principales desventajas de la soldadura de energía intensa de láminas delgadas.

Ventajas de la Soldadura por Fusión de Láminas Metálicas

      • El diseño de la junta y la preparación del borde no son obligatorios, ya que estas operaciones solo influirán en la penetración alcanzable.
      • La simplicidad de aplicar material de relleno le permite llenar espacios grandes.
      • La forma primaria de la pieza de lámina metálica no importa, ya que no es necesario ejercer presión externa.
      • Permite la fusión sin esfuerzo de más de dos piezas de trabajo metálicas.
      • El mejor método de soldadura de láminas metálicas para aplicaciones industriales, ya que es un proceso rápido y sencillo.

Figura 3 - Proceso de soldadura por fusión

proceso de soldadura por fusión

Desventajas de la Soldadura por Fusión de Láminas Metálicas

      • Difícil unir láminas metálicas diferentes si tienen coeficientes de expansión térmica y puntos de fusión variables.
      • El calentamiento extremo puede afectar seriamente las características mecánicas de los materiales base.
      • La fusión y solidificación pueden provocar tensiones residuales y distorsión.
      • La zona afectada por el calor (ZAC) desarrolla un punto débil en los materiales soldados.

Soldadura en Estado Sólido

La soldadura en estado sólido describe una técnica de unión de metales en la que se funden las superficies adyacentes de los materiales base.

A diferencia de la soldadura por fusión, este proceso de soldadura de láminas no requiere la aplicación de calor.

Sin embargo, deberá aplicar presión para lograr una junta de soldadura sólida y, por lo tanto, también se conoce como proceso de soldadura por presión.

Es importante tener en cuenta que a veces es necesario calentar el material base a una temperatura elevada al unir mediante soldadura en estado sólido.

Figura 4 - Soldadura en estado sólido

soldadura en estado sólido

No obstante, la temperatura normalmente permanece por debajo del punto de fusión.

Existen muchos tipos diferentes de métodos de soldadura en estado sólido, incluyendo:

Ventajas de la Soldadura en Estado Sólido

      • No hay fusión de las superficies adyacentes de los metales base para formar una junta de soldadura.
      • Los metales de lámina que esté soldando mantienen sus propiedades originales.
      • El proceso carece de los problemas de zona afectada por el calor experimentados al fundir los metales base.
      • Los materiales mantienen su pureza metalúrgica.
      • Le permite unir materiales de lámina metálica diferentes.
      • No hay cambio de estado de los materiales base.
      • Puede realizar la soldadura en estado sólido de láminas metálicas bajo diferentes temperaturas y tensiones.
      • La unión no tiene defectos de microestructura.
      • No se requiere el uso de gas protector, fundentes de soldadura y materiales de relleno.
      • Proporciona una apariencia de soldadura atractiva.

Desventajas de la Soldadura en Estado Sólido

  • Requiere preparación de la superficie antes del proceso de soldadura
  • Tiene un diseño de junta limitado
  • Puede requerir equipo de soldadura complejo y costoso.
  • La soldadura en estado sólido permite un espacio limitado para inspección no destructiva.

Diferencias Entre la Soldadura por Fusión y la Soldadura en Estado Sólido

Soldadura por Fusión Soldadura en Estado Sólido
Las superficies de unión de los metales base se fusionan para crear coalescencia durante la soldadura de chapa metálica. No hay tal fusión en esta técnica. Sin embargo, se pueden calentar los metales base a temperaturas elevadas sin fundirlos.
La aplicación de calor es necesaria durante el proceso de soldadura de chapa metálica. Se puede aplicar calor utilizando diversos mecanismos, incluyendo haz láser, calentamiento por resistencia, llama de gas de fusión y arco eléctrico, entre otros medios. No requiere ninguna fuente de calor, pero se puede aplicar presión externamente para la fusión de chapa metálica.
Puede o no usar material de aporte. No requiere material de aporte.
El calor intenso afecta seriamente las características metalúrgicas y mecánicas de los materiales base. Las propiedades mecánicas de los materiales base permanecen inalteradas. Sin embargo, en ocasiones podrían producirse alteraciones menores.
En la soldadura por fusión, el material de aporte se puede aplicar fácilmente. En la soldadura en estado sólido, no se aplica material de aporte.
La soldadura de chapas metálicas diferentes puede ser una operación desafiante. El proceso se complica más cuando los materiales tienen diferentes coeficientes de expansión térmica. La soldadura de láminas delgadas de diferentes metales es relativamente más fácil. Esto se debe a que la soldadura en estado sólido no implica fusión y solidificación.
Se forman zonas afectadas por el calor (ZAC) alrededor del cordón de soldadura debido al intenso calentamiento. A menudo, las ZAC no son reconocibles. Sin embargo, puede haber una ZAC estrecha en algunos casos.
La preparación del borde y el diseño de la unión no son esenciales. Estos parámetros afectan principalmente la penetración alcanzable. El diseño de la unión, la preparación de la superficie y del borde son vitales en la soldadura en estado sólido de chapa metálica. Esto se debe a que la operación requiere superficies de unión distintas.
El nivel de distorsión es extremadamente alto debido a la aplicación de calor en exceso por unidad de área. Produce una distorsión mínima en la soldadura, ya que no hay aplicación de calor.

Enfoques Útiles al Soldar Chapa Metálica

Es necesario aplicar técnicas específicas de soldadura de chapa metálica y seguir ciertos estándares de soldadura de chapa metálica para lograr una soldadura adecuada.

Con práctica y experiencia constante, dominarás la forma correcta de soldar chapa metálica.

Una soldadura correcta asegura que no haya deformaciones ni perforaciones en el material que estás fabricando.

Un enfoque para lograr esto es siempre emplear la velocidad de avance más rápida posible y realizar la soldadura de forma lineal.

Haciendo esto mantendrás un perfil de cordón de soldadura excelente.

Para prevenir la aparición de perforaciones, puedes aplicar la técnica de empuje de la pistola de soldadura. Esto implica apuntar el alambre hacia las secciones más frías del metal base y del charco de soldadura.
Cuando usted apunta el arma, el alambre se moverá hacia las regiones más calientes de la piscina de soldadura. Esto puede aumentar la posibilidad de la perforación.

Aquí hay algunos enfoques adicionales útiles que puede aplicar durante el proceso de soldadura de chapa metálica:

Soldadura intermitente

Habrá deformación de la chapa metálica si distribuye el calor de manera desigual.

Esto ocasionará problemas adicionales para las piezas de metal que deberían encajar firmemente.

Para evitar esto, asegúrese de que haya una distribución uniforme del calor en las piezas de trabajo.

Figura 5 - Técnica de soldadura por deslizamiento

técnica de soldadura intermitente

La soldadura intermitente de chapa metálica es la técnica ideal en este caso, ya que le permite crear una secuencia de soldaduras en puntada.

Haciendo esto, asegura que no haya concentración de calor excesivo en un punto.

Barras de respaldo

Tener barras de enfriamiento o respaldo unidas a las áreas afectadas por el calor es una técnica de disipación de calor más rápida que emplear solo el enfriamiento atmosférico.

Puede hacer esto fácilmente colocando y sujetando una barra de metal liso en la pieza soldada.

Los metales preferidos son aluminio o cobre porque tienen la capacidad de promover una disipación de calor más rápida.

ilustración de barra de respaldo

ilustración de barra de respaldo

Ajuste y diseño de las uniones

El proceso de soldadura de chapa metálica requiere ajustes muy ajustados. Por ejemplo, es posible que necesite hacer una soldadura a tope en metal delgado pero las piezas no pueden entrar en contacto entre sí.

Tendrá que formar una separación que no pueda absorber suficiente calor durante la soldadura.

Por lo tanto, para evitar problemas, aplique el truco de soldadura de chapa metálica de cortar de una vez, medir dos veces. Sin embargo, también puede rediseñar el panel de metal utilizando uniones que tengan la capacidad de absorber más calor.

Además, puede usar una soldadura de tapón en áreas que no requieran un cordón de soldadura sólido.

Cómo prevenir la perforación en la soldadura de chapa metálica

La perforación ocurre cuando el electrodo de soldadura penetra lo suficiente como para llegar a la raíz de la soldadura.

Básicamente, se derrite accidentalmente todo el espesor del metal base. Esta es la razón por la que también nos referimos a ella como fundición.

Consequently, la perforación se ve como un agujero en la junta de soldadura final. A menudo, este defecto ocurre precisamente en la junta de soldadura o cerca de ella.

La perforación en la soldadura puede reducir adversamente la resistencia de la unión soldada. Fundamentalmente, se comprende que una ruptura en cualquier soldadura la debilita.

Por lo tanto, los agujeros y las brechas se convierten en puntos con una alta probabilidad de deformación o grietas bajo carga.

Además, la perforación también compromete la estética de la soldadura de chapa metálica.

Esto podría no ser una especificación de rendimiento, pero la apariencia es una preocupación para la mayoría de las personas.

Por esa razón, aquí hay 10 consejos y trucos de soldadura de chapa metálica sobre cómo prevenir la perforación:

  1. Usar un nivel más bajo de corriente: Reduzca la configuración de corriente para menor aporte de calor.
  2. Soldar más rápido: Haga un esfuerzo por terminar los pases lo más rápido posible para minimizar la posibilidad de perforación.
  3. Abstenerse de rectificar en exceso los márgenes del metal base: Asegúrese de dejar algo de material en la base para que pueda soportar las altas temperaturas de soldadura de chapa metálica.
  4. Limpiar las superficies antes de soldar: Limpie todas las superficies de soldadura con una amoladora o cepillo metálico para eliminar suciedad/óxido, capas superficiales, recubrimientos o cualquier contaminación.
  5. Mantener una longitud de arco modesta: Manténgala constante a la longitud preferida (equivalente al diámetro del electrodo). Cualquier valor por debajo o por encima, y comenzará a notar la perforación.
  6. Emplear un ángulo de viaje superficial: Asegúrese de no sostener el electrodo de soldadura vertical durante la soldadura de chapa metálica.
    Mantenga la inclinación adecuada para toda la unión soldada.
  7. Empujar, no tirar: Intente invertir la dirección de viaje manteniendo la inclinación del electrodo si nota perforación al arrastrar.
    Esto transfiere la deposición de calor al cordón en lugar del metal base.
  8. Evitar patrones innecesarios: El tejido y los cordones pueden parecer atractivos, pero un pase lineal es perfecto para prevenir la perforación en la soldadura de chapa metálica.
  9. Considerar tipos suaves de soldadura de chapa metálica delgada: Emplear métodos de baja intensidad como TIG o MIG si es posible.
  10. Verificar la configuración del equipo antes de soldar: Evalúe todas las configuraciones antes de comenzar el proceso de soldadura de chapa metálica para minimizar los efectos que causarán los defectos.

La perforación en la soldadura depende de muchos parámetros. Podría ser el resultado de variables malas como la velocidad de avance y la corriente alta.

En ciertos casos, la negligencia en la preparación de la unión soldada puede ser la razón.

Por lo tanto, la perforación es un problema de soldadura que no se puede evitar por completo. Lo único que necesita hacer es tener precaución y practicar extensamente.

Métodos de controlar la distorsión en la soldadura de chapa metálica

En ocasiones, la distorsión puede ocurrir durante la soldadura de chapa metálica debido al grosor del material.

Para reducir la distorsión de la soldadura, debe tratar los parámetros de diseño y proceso de soldadura.

Por lo tanto, aquí están algunos consejos sugeridos para minimizar la distorsión de la soldadura:

  1. Tamaño de soldadura: Al dimensionar adecuadamente una soldadura, no solo reducirá la distorsión, sino que también ahorrará material y tiempo de soldadura.
  2. Soldadura intermitente: Haga pausas en lugar de una sola soldadura larga.
  3. Menos pases de soldadura: Intente hacer menos pases de soldadura, ya que cuantos más pases de soldadura haga, mayor será la posibilidad de contracción del material.
  4. Ubicación de la soldadura: Debe soldar cerca del centro o eje neutro de la chapa metálica.
    Al asegurarse de esto, reducirá la distorsión al darle a las fuerzas de contracción menos palanca para desalinear las placas.
  5. Soldadura con desplazamiento: La soldadura de chapa metálica debe realizarse de izquierda a derecha. Coloque cada junta de soldadura de izquierda a derecha en lugar de en la dirección opuesta.
  6. Piezas preajustadas: La contracción puede servir a su favor cuando ajusta previamente las piezas de chapa metálica antes de la soldadura.
    Puede determinar la cantidad de ajuste necesaria después de un par de ensayos de soldadura.
  7. Usar abrazaderas: Esta es una técnica común para controlar la distorsión de la soldadura en componentes y ensamblajes pequeños. Los dispositivos, abrazaderas y accesorios ayudan a fijar las piezas en la posición requerida.

Consejos para Soldar Chapa Metálica que Debes Conocer

No hay un enfoque definitivo para soldar chapa metálica delgada. Sin embargo, hay varias formas de hacerlo con éxito.

La experiencia es útil en esta operación, pero también es necesario entender los fundamentos de la soldadura de chapas metálicas delgadas.

El calor es el principal parámetro a controlar durante la soldadura de materiales metálicos más delgados. Debes ajustarlo correctamente para lograr una soldadura perfecta.

El uso de calor excesivo puede resultar en quema a través del material. Sin embargo, los materiales más gruesos requerirán que ajustes la potencia según el tipo de metal que estés soldando.

El exceso de calor también puede causar deformación.

Por lo tanto, debes ajustar la potencia en consecuencia para asegurarte de que la soldadura tenga la resistencia mecánica adecuada para su aplicación prevista.

Por tanto, veamos algunos de los consejos y trucos clave para soldar chapa metálica en los que debes prestar atención:

  • Selección del Proceso: Considera cuidadosamente la técnica a aplicar para evitar los problemas típicos que surgen al soldar.
    Utiliza técnicas de precisión para la soldadura de chapa metálica delgada, como GMAW-P, GTAW, GTAW pulsado y GMAW de transferencia por cortocircuito.
  • Alambre de Diámetro Más Pequeño: Utiliza un alimentador de alambre con diámetro más pequeño. Necesitarás menos calor para fundir alambres más pequeños, lo que minimiza en última instancia el calor generado en la superficie del material en general. Los alambres de diámetro más pequeño también facilitan un mejor control y una mayor posibilidad de recuperación de errores.
  • Mantener un Área de Trabajo Limpia: Limpia el panel de parche o el área de soldadura, especialmente al trabajar con aluminio.
  • Fuentes de Alimentación: Siempre selecciona una máquina de soldadura con un control de voltaje confiable. Esto conduce a buenos arranques de arco y estabilidad.

Preguntas Frecuentes sobre la Soldadura de Chapa Metálica

¿Cuáles son las Herramientas Básicas para Soldar Chapa Metálica que Debes Tener?

Las siguientes son las útiles herramientas y equipos de soldadura que debes tener para garantizar un proceso de soldadura de chapa metálica seguro y eficiente:

  • Casco de soldadura
  • Barras de soldadura para chapa metálica
  • Guantes de soldadura
  • Amoladora angular
  • Cepillo metálico
  • Plantilla de ensamblaje de soldadura
  • Martillo de escariado
  • Imanes de soldadura
  • Calibre de chapa metálica
  • Sargento
  • Antorcha de soldadura

¿Cuáles son los Tipos de Metales que se Pueden Usar en la Soldadura de Chapa Metálica?

Se pueden realizar varios tipos de soldadura de chapa metálica en cuanto al metal utilizado, incluyendo:

  • Chapa galvanizada
  • Chapa de acero inoxidable
  • Chapa de acero al carbono
  • Chapa de aluminio
  • Chapa de latón/cobre

¿Cuáles son las Principales Partes de los Símbolos de Soldadura de Chapa Metálica?

Los símbolos de soldadura son muy esenciales durante la producción de tus dibujos de soldadura de chapa metálica. Actúan como un medio de comunicación entre el soldador y el diseñador.

Por lo tanto, debe haber estándares de soldadura de chapa metálica con respecto a la representación de información en tus dibujos de soldadura que transmitan el mismo mensaje independientemente de la persona que los lea.

Figura 7 - Símbolos de soldadura para chapas metálicas

símbolos de soldadura para chapa metálica

Por lo tanto, los 8 componentes estándar del símbolo de soldadura son:

  • Flechas (Necesarias)
  • Líneas de referencia (Necesarias)
  • Dimensiones y otros datos
  • Símbolos básicos de soldadura
  • Colas
  • Símbolos suplementarios
  • Símbolos de acabado
  • Otras especificaciones

La imagen a continuación muestra los símbolos de soldadura populares utilizados en la soldadura de chapa metálica.

Sin título

Conclusión

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