Entendiendo las llamas de soldadura: Tipos neutro, carburante y oxidante

Hoy aprenderemos los tipos de llamas usadas en soldadura por gas. En el proceso, gases combustibles arden produciendo llamas de alta temperatura que crean la unión.

La llama juega papel principal; las propiedades de la soldadura dependen en gran medida de ella. Tres tipos: llama neutra (mezcla estequiométrica combustible-oxígeno), llama carburante (exceso de combustible) y llama oxidante (exceso de oxígeno). Cada material requiere llama distinta según condiciones.

¿Qué es la llama de soldadura?

Sirve para calentar metales o termoplásticos, fundiéndolos al enfriar. La mayoría de procesos de gas usan soldadura oxicombustible (oxyfuel), uno de los más antiguos (1903). Con oxiacetileno, se combina gas combustible (acetileno) con oxígeno para elevar temperatura.

El soplete tiene mangueras a botellas. Al abrir válvulas e ignitar, se ajusta el caudal de cada gas, alterando la proporción.

Cada llama tiene varias zonas (conos). El cono interno es la parte más caliente: allí se combinan acetileno y oxígeno. El cono externo es más frío al recibir oxígeno del aire; también llamado envoltura externa.

Tipos de llamas de soldadura

Tres tipos básicos:

• Llama neutra: mezcla sincronizada de combustible y oxígeno.
• Llama carburante: exceso de combustible.
• Llama oxidante: exceso de oxígeno.

1. Llama neutra

Volumen igual de oxígeno y gas combustible. Quema completamente el combustible sin efecto químico sobre el metal. Usada para acero dulce, inoxidable, hierro fundido, etc. Poco humo.

Dos zonas: cono interno blanco (~ 3100 °C) y cono externo azul (~ 1275 °C).

2. Llama carburante

Exceso de gas combustible. Reacciona químicamente con el metal formando carburos. No usar en metales que absorben carbono. Llama humosa y silenciosa. Tres regiones:

• Zona interna: blanca.
• Zona intermedia: roja.
• Cono externo: azul.

Temperatura cono interno ~ 2900 °C. Usada para acero medio carbono, níquel, etc.

3. Llama oxidante

Al reducir acetileno desde llama neutra o aumentar oxígeno, el cono interno tiende a desaparecer → llama oxidante. Más caliente que neutra, dos zonas bien definidas.

• Zona interna: blanco brillante, ~ 3300 °C.
• Llama externa: azul.

Usada para aleaciones de cobre sin oxígeno: latón, bronce, etc.

¿Qué gas usar para llama ideal?

El acetileno es el más usado, pero no el único. MAPP e hidrógeno son alternativas. El acetileno tiene "enlace triple" entre átomos de carbono; al romperse libera energía, alcanzando temperaturas más altas. Otros gases absorben energía al romper enlaces.

Acetileno tiene menos características oxidantes, pero inflama fácilmente. MAPP (gas licuado de petróleo + propano + acetileno) fue creado como opción más segura: envases menores, mayor temperatura de ignición, trabaja a mayores presiones. Desventaja: temperatura de llama menor; no apto para la mayoría de aceros, pero puede servir para aluminio. Hidrógeno también suelda aluminio bien; como MAPP, menor temperatura y mayor presión.

Salvo que sueldes aluminio, usa acetileno. Las bajas temperaturas y tasas de retirada de MAPP e hidrógeno impiden fundir metales duros. Aunque no son ideales para soldadura por gas, son populares en corte por gas: con soplete alta presión dan cortes más limpios. También usados en calentado, doblado y brasado.

Ratios comunes para llamas oxiacetilénicas

Llama neutra: mezcla igual O₂ / C₂H₂. Carburante: menos O₂. Oxidante: más O₂. ¿Cómo determinar ratio?

Siempre empezar con llama neutra. Carburante y oxidante se crean aumentando acetileno u oxígeno tras lograr llama neutra.

Ratios típicos O₂ / C₂H₂:

• Carburante: 0,8 – 1,0
• Neutra: 1,0 (referencia)
• Oxidante: 1,0 – 2,5

Al aumentar acetileno, aparece "pluma" (feather) extendiéndose del cono interno. Debe alcanzar 2–3 veces la longitud del cono. Impedir combustión completa baja temperatura.

Para llama oxidante, aumentar flujo O₂. El exceso de oxígeno produce efecto oxidante y combustión más rápida → mayor temperatura.

Cómo crear llama neutra para soldadura por gas

La llama neutra es el punto de partida para las demás; es la primera que se aprende.

1. Ajustar reguladores: botellas O₂ y C₂H₂ tienen regulador con dos manómetros (presión residual y presión de trabajo). Girar tornillo del regulador ajusta presión de trabajo.
2. Antes de encender, apartarse de frente a reguladores y abrir lentamente válvula O₂ y luego C₂H₂. Ajustar tornillos para presiones de trabajo.
3. Con presiones fijadas, encender y ajustar soplete. Abrir válvula acetileno ¼ vuelta e ignitar. Abrir lentamente válvula O₂ hasta ver tres zonas: cono interno, pluma de acetileno (forma de pluma), envoltura externa. Seguir abriendo O₂ lentamente hasta que la pluma desaparezca dentro del cono interno. Ya tienes llama neutra.

Para llama carburante: abrir lentamente válvula acetileno hasta que pluma alcance 2–3 veces longitud del cono interno. Para llama oxidante: aumentar flujo O₂ hasta que cono interno sea ~ ¼ del original; se oye silbido característico.