Entendiendo las Llamas de Soldadura: Neutra, Carburante y Oxidante

Hoy aprenderemos sobre los tipos de llamas de soldadura usadas en soldadura por gas. En mi anterior artículo discutimos la soldadura por gas. En este proceso, gases combustibles se queman produciendo llamas de alta temperatura usadas para crear la unión soldada.

La llama juega un papel principal en la creación de la unión y las propiedades de la soldadura dependen altamente de ella. Hay tres tipos: llama neutra, carburante y oxidante. La neutra tiene mezcla sincronizada de combustible y oxígeno, la carburante tiene más combustible y la oxidante más oxígeno. Diferentes materiales requieren diferentes llamas según condiciones de soldadura.

¿Qué es la Llama de Soldadura?

La llama de soldadura calienta metal o termoplásticos, fundiéndolos al enfriarse. La mayoría de procesos de soldadura por gas usan soldadura oxicombustible. Es uno de los procesos más antiguos, desarrollado en 1903. Con soldadura oxicombustible (también llamada oxiacetilénica), necesita un combustible líquido o gaseoso, como acetileno. El gas se combina con oxígeno para aumentar la temperatura de la llama.

La antorcha tiene mangueras conectadas a botellas de gas. Al iniciar, abro válvulas e ignito el gas al salir. Luego ajusto válvulas para alterar la proporción de gases.

Cada llama tiene varias zonas llamadas conos. El cono interior es la parte más caliente, donde acetileno y oxígeno se combinan. El cono exterior es más frío al recibir más oxígeno del aire circundante. También se llama envoltura exterior o vaina.

Tipos de Llamas de Soldadura

Hay tres tipos: llama neutra, carburante y oxidante.

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

Como sabemos, hay tres llamas básicas de soldadura. Son las siguientes.

1. Llama Neutra

Como su nombre indica, esta llama tiene igual cantidad de oxígeno y combustible por volumen. Quema el combustible completamente y no produce efecto químico en el metal a soldar. Se usa principalmente para soldar acero dulce, acero inoxidable, hierro fundido, etc. Produce poco humo.

Esta llama tiene dos zonas. La zona interior es blanca, temperatura ~3100°C. La zona exterior es azul, temperatura ~1275°C.

2. Llama Carburante

Tiene exceso de gas combustible. Reacciona químicamente con el metal formando carburo metálico. Por eso no se usa con metales que absorben carbono. Es una llama humosa y silenciosa. Tiene tres regiones.

Zona interior blanca, zona intermedia roja, cono exterior azul. Temperatura del cono interior ~2900°C. Se usa para soldar acero al carbono medio, níquel, etc.

3. Llama Oxidante

Cuando el acetileno disminuye respecto a la llama neutra o el oxígeno aumenta, el cono interior tiende a desaparecer y se obtiene llama oxidante. Es más caliente que la neutra y tiene dos zonas claramente definidas.

Zona interior blanco brillante, temperatura ~3300°C. Llama exterior azul. Se usa para soldar aleaciones de cobre sin oxígeno como latón, bronce, etc.

¿Qué Tipo de Gas Usar para una Llama Ideal?

El acetileno es el gas más usado para producir los tipos de llamas discutidos, pero no el único. MAPP e hidrógeno son alternativas. El acetileno tiene un "enlace triple" que une átomos de carbono de forma única.

Cuando otros gases alcanzan su temperatura de ignición, el enlace se rompe y absorben energía. En el acetileno, al romperse el enlace, libera energía, permitiendo temperaturas más altas.

Comparado con otros gases, el acetileno tiene menos características oxidantes. Sin embargo, se inflama fácilmente. El MAPP se creó como opción más segura. Es gas de petróleo licuado combinado con propano y acetileno. Se envasa en recipientes más pequeños, tiene mayor temperatura de ignición y trabaja a presiones más altas.

El inconveniente del MAPP es la temperatura: las llamas alcanzan temperaturas menores que con acetileno. No es adecuado para la mayoría de aceros pero puede funcionar bien para aluminio. El hidrógeno también suelda aluminio fácilmente. Como el MAPP, sus llamas alcanzan temperaturas menores y trabajan a presiones más altas.

A menos que vaya a fundir aluminio, use acetileno. Las bajas temperaturas y tasas de retirada mantienen al MAPP e hidrógeno sin fundir metales duros. Aunque no son mejores para soldadura por gas, se han vuelto populares para corte por gas. Con antorcha de alta presión, MAPP e hidrógeno dan cortes más limpios.

Las temperaturas más bajas también hacen al MAPP e hidrógeno opciones comunes para calentado, doblado y soldadura fuerte.

Proporciones Comunes para Producir Llamas Oxiacetilénicas

Las llamas neutras tienen mezcla igual de oxígeno y gas. Carburantes tienen menos oxígeno, oxidantes más oxígeno. ¿Cómo determinar la proporción?

Sea cual sea el proyecto, empiece con llama neutra. Carburante y oxidante se crean aumentando acetileno u oxígeno tras lograr llama neutra.

Lista típica de proporción oxígeno/acetileno para cada llama:

• Llama carburante: 0,8 a 1,0
• Llama neutra: 1,0 (referencia)
• Llama oxidante: 1,0 a 2,5

Al aumentar acetileno, una "pluma" distintiva se extiende desde el cono interior. Debe alcanzar 2-3 veces la longitud del cono interior. Impedir la combustión completa también baja la temperatura.

Si necesita llama oxidante, aumente oxígeno en vez de acetileno. El oxígeno extra produce efecto oxidante y combustión más rápida, resultando en temperaturas más altas.

¿Cómo Crear una Llama Neutra para Soldadura por Gas?

Como la llama neutra es el punto de partida para crear otras, es la primera que aprendí. Comience ajustando reguladores. Los cilindros de oxígeno y acetileno tienen regulador con dos manómetros: uno indica presión restante, el otro presión de trabajo.

Ajustar el tornillo del regulador ajusta la presión de trabajo, permitiendo aumentar/disminuir flujo de oxígeno o gas. Antes de encender, aléjese de los reguladores y abra lentamente oxígeno y luego acetileno. Gire tornillos para ajustar presiones.

Con presiones ajustadas, encienda y ajuste la antorcha. Abra válvula acetileno un cuarto de vuelta e ignite. Abra lentamente oxígeno hasta ver tres zonas distintas: cono interior, cono de acetileno en forma de pluma, envoltura exterior. Siga abriendo oxígeno lentamente hasta que la pluma desaparezca en el cono interior. Ya tiene llama neutra.

Para llama carburante, abra lentamente válvula acetileno hasta que la pluma alcance 2-3 veces la longitud del cono interior. Para llama oxidante, aumente oxígeno hasta que el cono interior sea ~1/4 de su tamaño original. También oirá un silbido distintivo.