Soldadura explicada: Definición, tipos y aplicaciones

¿Qué es la soldadura?

La soldadura es un proceso de fabricación que usa calor, presión o ambos para fusionar dos o más piezas, formando una unión al enfriarse. Se usa típicamente en metales y termoplásticos, pero también en madera. La unión soldada completada se denomina cordón de soldadura o "weldment".

Algunos materiales requieren procesos y técnicas específicas. Algunos se consideran "insoldables", término no habitual en diccionarios pero útil y descriptivo en ingeniería.

Las piezas unidas se llaman material base. El material añadido para formar la unión se llama material de aporte o consumible. Por su forma, pueden denominarse placa base o tubo, alambre con fundente, electrodo consumible (para soldadura por arco), etc.

Los consumibles suelen elegirse de composición similar al material base, formando soldadura homogénea, pero hay ocasiones, como al soldar hierros fundidos frágiles, donde se usa material de aporte de composición muy distinta. Estas soldaduras se llaman heterogéneas.

La unión soldada completada puede denominarse "weldment".

Definición de soldadura

La soldadura es un proceso de fabricación donde dos o más piezas se funden mediante calor, presión o ambos, formando una unión al enfriarse. Se usa usualmente en metales y termoplásticos pero también en madera. La unión completada puede denominarse "weldment".

¿Cómo funciona la soldadura?

La soldadura une dos materiales sin material de aporte separado. A diferencia de brasado y soldadura blanda, que usan aglutinante con punto de fusión más bajo, la soldadura une directamente las dos piezas.

La mayoría de soldaduras actuales caen en dos categorías: soldadura por arco y soldadura por soplete.

Soldadura por arco usa un arco eléctrico para fundir los materiales de trabajo y material de aporte (a veces llamado varilla de soldadura) para uniones. Implica conectar un cable de tierra al material de soldadura u otra superficie metálica.

Otro cable, electrodo, se coloca en el material a soldar. Al separar el electrodo del material, se genera arco eléctrico. Es como las chispas al quitar cables de arranque de una batería. El arco funde las piezas junto con el material de aporte que ayuda a unirlas.

Alimentar el material de aporte en la unión requiere mano firme y ojo para el detalle. Al fundirse la varilla, el soldador debe alimentar continuamente el aporte con movimientos pequeños, constantes, de ida y vuelta. Estos movimientos dan a las soldaduras su aspecto característico. Ir demasiado rápido o lento, o mantener el arco muy cerca o lejos, crea malas soldaduras.

Soldadura por arco con electrodo revestido (SMAW o stick), soldadura por arco metálico con gas (GMAW, conocida como MIG), y soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW, llamada TIG) son ejemplos de soldadura por arco.

Estos tres métodos comunes ofrecen ventajas e inconvenientes únicos. Soldadura con electrodo (stick) es barata y fácil de aprender. También más lenta y menos versátil. Por el contrario, TIG es difícil de aprender y requiere equipo elaborado. Pero produce soldaduras de alta calidad y suelda materiales que otros métodos no pueden.

Soldadura por soplete es otro método popular. Usa típicamente soplete de oxiacetileno para fundir material de trabajo y varilla. El soldador controla soplete y varilla simultáneamente, teniendo mucho control sobre la soldadura. Aunque menos común industrialmente, sigue usándose para mantenimiento, reparación y escultura.

Tipos de soldadura

Hay cuatro tipos principales: MIG (GMAW), TIG (GTAW), Stick (SMAW), y Flux-cored (FCAW). Profundizamos en cada uno.

1. SOLDADURA MIG O GMAW

MIG es uno de los tipos más comunes que los principiantes deben aprender. Se usa en automoción para reparar escapes y en construcción de casas y edificios. Es un tipo de soldadura por arco que usa alambre continuo como electrodo. También usas gas de protección que fluye por la pistola y protege contra contaminación.

MIG son en realidad dos tipos: alambre sólido y alambre con fundente (flux core). MIG con alambre sólido une piezas finas. Flux core MIG puede usarse en exteriores sin medidor de flujo ni suministro de gas. MIG suele ser la elección para aficionados y soldadores DIY sin presupuesto para equipos caros.

2. SOLDADURA TIG O GTAW

Como MIG, TIG usa arco, pero es de las técnicas más difíciles de aprender. TIG usa electrodo de tungsteno, uno de los metales más duros. No se disuelve ni quema.

TIG puede hacerse por fusión, que puede o no usar metal de aporte. TIG también usa suministro externo de gas como argón o helio.

Se requieren dos manos: una guía la varilla, otra sostiene la antorcha TIG. Esta produce calor y arco para soldar metales comunes: aluminio, acero, aleaciones de níquel, cobre, cobalto, titanio.

Los soldadores TIG pueden soldar acero, inoxidable, cromo-molibdeno, aluminio, aleaciones de níquel, magnesio, cobre, latón, bronce e incluso oro. TIG es útil para cuadros de bici, cortacéspedes, manillas, guardabarros y más.

Industrias aeroespacial y automotriz usan TIG, igual que otros mercados industriales. También es genial para Iowa, útil para agricultores soldando bastidores de carros, guardabarros y equipos vitales.

3. SOLDADURA STICK O SMAW

¿Quieres llevar tu soldadura a cualquier lado? Gran ventaja del stick: es portátil. Se usa en construcción, mantenimiento y reparación, tuberías submarinas, fabricación industrial. Para esto, usa soldadura por arco metálico revestido, conocida como stick.

Soldadura stick, también llamada soldadura por arco, lo hace "a la antigua". Es un poco más difícil que MIG, pero el equipo es muy barato para probar en casa. Usa electrodo revestido consumible. El electrodo se funde y une metales calentando con arco entre electrodo recubierto y pieza base. Al fundirse el electrodo, su recubrimiento también se funde, protegiendo la zona de soldadura del oxígeno y gases del aire.

4. SOLDADURA FLUX-CORED (FCAW)

Similar a MIG. De hecho, soldadoras MIG a menudo hacen doble función como FCAW. Como MIG, un alambre sirve como electrodo y material de aporte. Aquí difieren: en FCAW el alambre tiene núcleo de fundente que forma escudo gaseoso alrededor de la soldadura. Elimina necesidad de gas externo.

FCAW va mejor para metales gruesos y pesados al ser soldadura de alta temperatura. Por eso se usa en reparaciones de equipos pesados. Proceso eficiente que genera poco desperdicio. Al no requerir gas externo, es rentable. Queda algo de escoria que hay que limpiar para acabado fino.

5. SOLDADURA POR ARCO DE PLASMA

Técnica de precisión usada comúnmente en aeroespacial donde espesor es 0,015 pulg. Ejemplo: pala de motor o sello de aire. Técnicamente similar a TIG, pero electrodo está recesado y gases ionizantes en el arco generan calor.

Combinación habitual: argón como gas de plasma, argón + 2-5% hidrógeno como gas de protección. Helio puede usarse como gas de plasma, pero al ser más caliente reduce amperaje de la boquilla.

¿Quieres saber más? Consulta este artículo.

6. SOLDADURA POR HAZ LÁSER

Usable en metales o termoplásticos. Un láser sirve como fuente de calor para crear soldaduras. Funciona en aceros al carbono, inoxidables, HSLA, titanio, aluminio. Fácilmente automatizable con robótica, por eso ampliamente usado en fabricación, ej. industria automotriz.

7. SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES

Tipo de soldadura donde haz de electrones de alta velocidad usa energía cinética para generar calor y unir dos materiales. Muy exigente, se hace mecánicamente, mayormente en vacío.

8. SOLDADURA POR GAS

Raramente usada, sustituida mayormente por TIG. Requiere oxígeno y acetileno, muy portátil. Aún se usa a veces para soldar escapes de coche.

9. SOLDADURA DE HIDRÓGENO ATÓMICO

Forma de soldadura de calor extremo antes llamada soldadura por arco atómico. Dos electrodos de tungsteno protegidos con gas hidrógeno. Alcanza temperaturas superiores a soplete oxiacetilénico y puede hacerse con o sin metal de aporte. Forma antigua sustituida por MIG en años recientes.

10. ELECTROESCORIA

Proceso avanzado para unir bordes finos de dos chapas verticalmente. En lugar de soldar fuera de la unión, ocurre entre los bordes de los dos paneles.

Un alambre de electrodo de cobre pasa por tubo guía consumible que sirve como metal de aporte. Al aplicar corriente, se crea arco y la soldadura empieza en el fondo de la costura subiendo lentamente, creando la soldadura en lugar de la costura. Proceso automatizado por máquina.

Tipos de soldaduras (cordones)

1. Soldaduras de filete

Soldadura de filete une dos piezas perpendiculares o en ángulo. Comúnmente llamadas uniones en T (dos piezas perpendiculares) o solapadas (dos piezas que se solapan y sueldan en bordes).

La soldadura es triangular y puede tener superficie cóncava, plana o convexa según técnica. Soldadores usan filetes al conectar bridas a tuberías, soldar secciones transversales de infraestructura, y cuando tornillos no son bastante fuertes y se desgastan fácil.

Una soldadura de filete une dos superficies perpendicularmente, formando ángulo recto aproximado. Se categoriza en subtipos:

• Filete completo. Tamaño de soldadura igual a espesor de la pieza más fina unida.
• Filete intermitente escalonado. Dos líneas de soldadura intermitente escalonadas en ambos lados de la unión.
• Filete intermitente en cadena. Dos líneas de filetes intermitentes aproximadamente opuestas en unión en T.

La versatilidad y bajo coste de filetes los hacen de los más usados. Aplicaciones típicas:

• Conectar bridas a tuberías
• Conexiones de refuerzo
• Pestañas de cizalla
• Placas de cobertura
• Bases de columna
• Soldaduras de costura y puntadas

2. Soldaduras de ranura (groove)

Soldadura de ranura es una abertura entre dos miembros de la unión que da espacio para contener el metal. Son las segundas más usadas tras filetes.

Se refiere a cordones depositados en ranura entre dos miembros a unir. El tipo de soldadura determina cómo se prepara la costura, unión o superficie.

Permiten unir piezas en mismo plano depositando cordones en ranura entre ellas. Tipos básicos:

• Ranura en V acampanada (Flare-bevel)
• Ranura en V acampanada (Flare-V)
• Ranura bisel simple (Single-bevel groove)
• Ranura J simple (Single-J)
• Ranura U simple (Single-U)
• Ranura V simple (Single-V)
• Ranura cuadrada (Square groove)

Comparado con otras formas, el proceso de ranura es más lento, difícil y requiere biselado especial en una o ambas superficies.

Pero crea soldadura de alta resistencia, fácil de inspeccionar, y buen control de distorsión. Aplicaciones comunes:

• Conexiones de momento
• Empalmes de columna
• Conexiones de acero estructural hueco (HSS)

3. Soldadura de revestimiento (surfacing)

Son soldaduras compuestas de uno o más cordones depositados en superficie intacta para obtener propiedades o dimensiones deseadas.

El revestimiento es proceso de soldadura para aplicar capa dura y resistente al desgaste en superficies o bordes de piezas gastadas. Es de los métodos más económicos para conservar y alargar vida de máquinas, herramientas y equipos de construcción.

Compuesta de uno o más cordones. El revestimiento, también llamado hardfacing o cara de desgaste, se usa para reconstruir ejes, engranajes o filos de corte gastados.

Tipos comunes de soldadura de revestimiento:

• Revestimiento FCAW
• Fusión en horno
• Revestimiento GMAW
• Revestimiento GTAW
• Soldadura superficial oxiacetilénica
• Revestimiento por arco de plasma
• Revestimiento por arco sumergido (SAW)
• Revestimiento SMAW

Comúnmente usadas para añadir capa resistente al desgaste y reforzar superficie o reconstruir zonas gastadas. Se usa metal con mayor resistencia al desgaste que el base.

Esta técnica es de los métodos más rentables para proteger y prolongar vida de equipos y herramientas en aplicaciones agresivas de alto desgaste. La soldadura superficial también puede usarse con uniones a tope cuadradas para mejorar calidad final.

4. Soldadura por puntos (plug weld)

Soldadura por puntos (o roseta) es cuando dos metales se fusionan mediante soldaduras en pequeños orificios circulares. Típicamente en dos metales solapados, con el superior teniendo orificios para depositar soldadura.

Alternativa a soldadura por puntos (spot) usada por fabricantes de vehículos donde no hay acceso para soldadora por puntos. En restauración DIY, se usa en lugar de spot en bridas de paneles que originalmente eran spot.

Los puntos bien hechos tienden a ser más fuertes que los spot originales. Constructores de coches de rally usan la técnica, y es aceptable en ITV UK como alternativa a spot al reparar coches antiguos.

Otras aplicaciones:

• Soldar varillas dentro de tubería
• Unir metales de diferente espesor
• Fabricación y reparación de carrocería

5. Soldadura de ranura (slot weld)

Une la superficie de una pieza a otra a través de orificio alargado. El orificio puede estar abierto en un extremo y llenarse parcial o totalmente con metal de soldadura.

Soldadura en orificio alargado en un miembro de unión solapada o en T uniendo ese miembro a la superficie del otro expuesta por el orificio. Puede estar abierto en un extremo y llenarse parcial o totalmente.

Diferencia entre plug y slot: plug se caracteriza por diámetro; slot por diámetro y longitud.

Según especificaciones, un extremo del orificio puede estar abierto, o llenarse parcial o totalmente.

Beneficiosas cuando el diseño requiere solapado entre dos superficies. Usos específicos:

• Transmitir fuerza de cizalla en uniones solapadas
• Prevenir pandeo en piezas solapadas

6. Soldadura por destello (flash weld)

Método de soldadura por resistencia que elimina necesidad de metales de aporte. Durante el proceso, se aplica corriente para crear resistencia entre dos superficies a unir. Cuando se tocan en puntos de contacto pequeños, la corriente fluye y funde el material.

El material fundido sale en chorro de partículas fundidas, creando acción de destello característica. Óxidos y contaminantes se eliminan de la interfaz mientras se forma zona ablandada por calor en extremos.

Cuando suficiente material se ha fundido, se aplica fuerza para unir superficies. Facilita creación de soldadura a tope sin material residual fundido en la unión.

Proceso rápido, económico, capaz de fundir metales disímiles con diferentes puntos de fusión. Usos frecuentes:

• Unir secciones de raíl principal en construcción ferroviaria
• Conectar piezas gruesas como cadenas o tuberías
• Fusionar chapas, varillas y barras

7. Soldadura de costura (seam weld)

Proceso de unir dos materiales similares o disímiles en la costura usando corriente eléctrica y presión. Posible gracias a resistencia de contacto entre metales. Al pasar corriente, se genera calor en el pequeño hueco.

Usado mayormente en metales por conducir electricidad y soportar presiones altas. Electrodos mantienen y controlan flujo de electricidad.

Dos métodos:

• Soldadura de costura por resistencia. Adaptación de soldadura por puntos que usa ruedas motorizadas en lugar de varillas estacionarias para electrodos. Usos: fabricación de chapa y componentes automotrices (depósitos, radiadores, bidones).
• Soldadura de costura por fricción. Calor generado por fricción en lugar de electrodos. Permite fusión en fase sólida, eliminando interdifusión. Preferida para materiales difíciles de soldar por arco tradicional.

Beneficios:

• Soldaduras robustas y duraderas
• Relativamente fácil de realizar
• Ideal para fabricar recipientes herméticos a líquidos y gases

8. Soldadura por puntos (spot weld)

Soldadura por puntos (resistencia por puntos) es proceso de soldadura por resistencia. Usado principalmente para soldar dos o más chapas aplicando presión y calor de corriente eléctrica en zona de soldadura.

Funciona contactando electrodos de aleación de cobre a superficies de chapa, aplicando presión y corriente, generando calor por paso de corriente a través de materiales resistentes como acero bajo en carbono.

Los puntos son relativamente fáciles y baratos, populares en industrias clave:

• Automotriz
• Aeroespacial
• Construcción
• Electrónica
• Fabricación de muebles metálicos
• Ferrocarril

9. Soldadura por apriete (upset weld)

Soldadura por apriete (UW)/soldadura a tope por resistencia produce coalescencia simultánea en toda el área de superficies enfrentadas o progresivamente a lo largo de unión, por calor de resistencia a corriente a través del área de contacto.

Presión aplicada antes de iniciar calentamiento y mantenida durante todo el período. Equipo similar a soldadura por destello. Solo usable si piezas a soldar tienen igual área transversal.

Superficies enfrentadas deben prepararse cuidadosamente para calentamiento adecuado. Diferencia con flash: piezas se sujetan en máquina y fuerza las aprieta firmemente.

Corriente de alto amperaje pasa por la unión, calentando superficies. Al alcanzar temperatura de forja adecuada, se aplica fuerza de apriete y se corta corriente. Alta temperatura y presión causan coalescencia. Tras enfriar, se libera fuerza y soldadura completa.

Beneficios distintos:

• Soldaduras de alta calidad con menos defectos de fusión
• Compatibilidad con amplia variedad de materiales estándar y difíciles
• Equipo fácil de controlar, operar y mantener

Ventajas de la soldadura

• Unión soldada tiene alta resistencia, a veces superior al metal base.
• Diferentes materiales pueden soldarse.
• Soldadura puede realizarse en cualquier lugar, sin necesidad de gran holgura.
• Dan apariencia lisa y simplicidad en diseño.
• Pueden hacerse en cualquier forma y dirección.
• Pueden automatizarse.
• Proporcionan unión completamente rígida.
• Adición y modificación de estructuras existentes son fáciles.

Desventajas de la soldadura

• Piezas pueden distorsionarse por calentamiento y enfriamiento desigual.
• Son uniones permanentes; para desmontar hay que romper la soldadura.
• Alta inversión inicial.

Aplicaciones de la soldadura

La soldadura se usa ampliamente para fabricar vasijas a presión, puentes, estructuras de edificios, aeronaves y naves espaciales, vagones de ferrocarril, y aplicaciones en construcción naval, automóvil, industria eléctrica, electrónica y defensa, tendido de tuberías y vías férreas, e instalaciones nucleares.

• Fabricación de chapa metálica.
• Industrias de automóvil y aeronáutica.
• Unión de metales ferrosos y no ferrosos.
• Unión de metales finos.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la soldadura?

La soldadura es un proceso de fabricación donde dos o más piezas se funden mediante calor, presión o ambos formando una unión al enfriarse. Se usa usualmente en metales y termoplásticos pero también en madera. La unión completada puede denominarse "weldment".

¿Cómo funciona la soldadura?

La soldadura une dos materiales sin aglutinante separado. A diferencia de brasado y soldadura blanda, que usan aglutinante con punto de fusión más bajo, la soldadura une directamente las dos piezas.

¿Cuáles son los 4 tipos de soldadura?

Cuatro tipos principales: MIG (GMAW), TIG (GTAW), Stick (SMAW) y Flux-cored (FCAW).

¿Cuáles son los 3 tipos de soldadura?

Tres de los más comunes: Arco, MIG (Metal, Gas Inerte) o GMAW, y TIG (Tungsteno Gas Inerte). Para saber cuál es mejor para tu trabajo, aquí lo que debes saber de cada uno. La soldadura por arco es la más antigua de estas tres.

¿Cuánto gana un soldador al año?

¿Cuánto gana un soldador? En soldadura puedes ganar de $29.000 a $117.000 al año, con salario medio de $58.000. Experiencia y educación influyen. Habilidad y experiencia excelentes llevan a mayor sueldo.

¿Es difícil la soldadura?

Para la mayoría, soldar es moderadamente a muy difícil de aprender, pues es habilidad manual que requiere más que leer. Además, es muy difícil de hacer realmente, porque lleva años de práctica encima del aprendizaje.

¿Es buena carrera la soldadura?

La soldadura es excelente carrera, y soldadores alaban su profesión y enumeran muchos beneficios. En general, si aguantas condiciones extremas, largas horas, humo y fuego regularmente, una carrera en soldadura puede ser gratificante.

¿Es la soldadura un trabajo fácil?

Es fácil entrar. Ser soldador no requiere educación formal, y a veces ni experiencia. Cuanto más sabes, mejor, pero es gran oficio porque empiezas desde abajo en un taller y lo aprendes todo en el trabajo.

¿Qué soldadura es la más fuerte?

TIG produce soldaduras más limpias y precisas que MIG u otros métodos de arco, siendo la más fuerte. Dicho esto, diferentes trabajos requieren métodos distintos; aunque TIG es generalmente más fuerte y de mayor calidad, usa MIG u otro si el trabajo lo pide.

¿Qué soldadura debería aprender primero?

Soldadura MIG. Las soldadoras MIG están entre las mejores para principiantes, con electrodo de alambre en carrete alimentado a velocidad preseleccionada por pistola. Como proceso semiautomático o automático, GMAW (MIG) es la más fácil de aprender.

¿Puede un soldador ganar 100k?

Porque estos trabajos requieren habilidades especializadas y pueden ser arriesgados, soldadores por contrato pueden ganar bien más de $100.000 al año.

¿Puedes enseñarte a soldar solo?

La mayoría puede aprender fundamentos por su cuenta para fabricaciones básicas y reparaciones comunes investigando fuentes fiables y mucha práctica. Pero si tienes intenciones profesionales, no alcanzarás alto nivel rápido sin guía de expertos.

¿Qué soldadura es la más difícil de aprender?

TIG es la forma más difícil de aprender por varias razones. El proceso es lento y lleva tiempo acostumbrarse. Un soldador TIG requiere pedal para alimentar electrodo y controlar amperaje variable manteniendo mano firme en la antorcha.

¿Cuáles son los 5 tipos de soldaduras?

Diferentes tipos de soldadura y para qué sirven:

• MIG. Más fácil para principiantes.
• Stick. También llamada arco, forma antigua.
• TIG.
• Arco de plasma.
• Haz de electrones y láser.
• Gas.

¿Cuáles son los 7 tipos básicos de soldadura?

Tipos básicos:

• MIG – GMAW
• TIG – GTAW
• Stick – SMAW
• Flux-cored – FCAW
• Energy Beam (EBW)
• Atomic Hydrogen (AHW)
• Gas Tungsten-Arc
• Plasma Arc

¿Qué tipo de soldadura es el mejor?

Soldadura por arco metálico revestido (Stick) es el proceso más popular. Es el más versátil y usa equipo más simple. El electrodo pequeño y ligero y portaelectrodo pueden usarse en lugares muy estrechos o a cientos de pies de la fuente de alimentación.

¿Cuáles son los fundamentos de la soldadura?

La soldadura es esencialmente unir dos objetos con calor y material de aporte. El aporte se calienta hasta fundir y acumularse entre los objetos. Resulta en unión fuerte (cordón de soldadura).

¿Qué soldadura es mejor: TIG o MIG?

TIG mejor para metales finos y proyectos pequeños por soldaduras precisas y limpias. MIG funciona bien en proyectos grandes con metales gruesos que necesitan cordones largos continuos. MIG suele ser más fácil de controlar y mejor para principiantes. Costes: TIG más caro que MIG.

¿Qué 4 cosas necesitas antes de soldar?

Siempre debes tener equipo de seguridad antes de empezar: lo más importante son gafas de seguridad, guantes de soldadura, casco autooscurecible (protege ojos del destello) y chaqueta ignífuga.

¿Qué es G en soldadura?

F significa soldadura de filete, G es soldadura de ranura. Filete une dos piezas perpendiculares o en ángulo. Ranura se hace en ranura entre piezas o bordes. Con este sistema, 2G es soldadura de ranura en posición horizontal.

¿Cómo elijo un tipo de soldadura?

Para evaluar el proceso más apropiado, se consideran típicamente:

• Tipo de material a soldar
• Espesor del material
• Posición de soldadura
• Tipo de fuente de alimentación y corriente disponible
• Requisitos de tiempo
• Condiciones de trabajo