Tipos de soldadura para sistemas hidráulicos

Soldadura se usa regularmente en conexión con sistemas hidráulicos, para todo, desde reparar cilindros hidráulicos hasta fabricar marcos y soportes. También existe una amplia variedad de procesos de soldadura que se pueden utilizar, incluida la soldadura por arco, la soldadura por electrodos y la soldadura de estado sólido. Sin embargo, hay cuatro procesos de soldadura particulares que se utilizan más en la reparación y fabricación hidráulica:MIG, TIG, soldadura por electrodos y fricción. Cada uno tiene sus pros y sus contras, así como situaciones en las que funciona mejor.

Soldadura MIG

La soldadura MIG, que significa soldadura de metal con gas inerte, es una subdivisión de GMAW, o soldadura por arco de metal con gas. En la soldadura por arco, se genera un arco eléctrico entre un electrodo y la pieza de trabajo de metal. Ese arco proporciona la generación de calor localizada necesaria para derretir el metal de la pieza de trabajo.

En el caso de la soldadura MIG, el electrodo es un alambre de metal desnudo. La pistola de soldadura alimenta continuamente el electrodo de alambre consumible para mantener el arco en marcha. Al mismo tiempo, también cubre el arco metálico con gas de protección. Los gases de protección utilizados con la soldadura MIG son una combinación de un gas inerte (argón) con un gas activo (dióxido de carbono u oxígeno). Al usar esta combinación de gases de protección con alambre desnudo consumible, no se produce escoria.

La soldadura MIG tiene varios beneficios, lo que también explica por qué se usa con tanta frecuencia. Admite la capacidad de realizar múltiples pasadas de soldadura en la misma junta y poca o ninguna limpieza posterior a la soldadura. Se puede usar con gran precisión y funciona bien incluso con piezas de trabajo extremadamente delgadas. Además, el tiempo de arco con la soldadura MIG es menor que el de muchos otros procesos de soldadura porque utiliza una alimentación continua de alambre de metal. De hecho, muchos soldadores lo consideran uno de los métodos de soldadura más rápidos. Si necesita lograr una soldadura de alta resistencia en piezas gruesas, la soldadura MIG es una excelente opción.

Hay inconvenientes en la soldadura MIG que debe tener en cuenta al considerarla. Las superficies donde se aplicará la soldadura deben estar completamente limpias (sin óxido, pintura u otra contaminación) o corre el riesgo de una mala soldadura. El proceso es muy sensible a las brisas, incluso un ventilador puede interrumpir el gas de protección lo suficiente como para comprometer la soldadura. Además de eso, requiere el uso de botellas de gas presurizadas, lo que dificulta su uso en el campo y no es muy portátil.

Soldadura TIG

La soldadura TIG cae dentro de la categoría de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) y significa soldadura con gas inerte de tungsteno. Al igual que la soldadura MIG, se induce un arco eléctrico entre el electrodo y la pieza de trabajo para fundir el metal. Lo que hace que TIG sea diferente es el uso de tungsteno como material del electrodo. Se utiliza tungsteno debido a su punto de fusión extremadamente alto.

Al igual que con la soldadura MIG, la soldadura TIG también requiere el uso de gases de protección:argón, helio o una mezcla de ambos. Tenga en cuenta que la soldadura TIG no requiere el uso de un metal de relleno, pero cuando se utilizan rellenos, estos se agregan al baño de soldadura desde un alambre o varilla separados.

La principal ventaja de la soldadura TIG es que puede unir casi todos los metales y espesores de piezas de trabajo. Esto incluye espesores que la soldadura MIG no puede manejar. La soldadura TIG puede producir soldaduras de alta calidad sin salpicaduras y con poca o ninguna limpieza posterior a la soldadura. Las soldaduras de hierro fundido y forjado son muy difíciles de lograr, pero un soldador experimentado que use TIG puede hacerlo. Además, puede unir metales disímiles (como aluminio y acero inoxidable).

Cuando se usa con acero, la soldadura TIG puede ser más lenta y costosa que la soldadura con electrodo revestido o la soldadura MIG. La única excepción real a esta regla es cuando se crean soldaduras de alta calidad utilizando secciones delgadas. E, incluso para soldar metales similares, la soldadura TIG requiere un control cuidadoso de la corriente eléctrica utilizada, así como de la presión y el tiempo.

Soldadura con electrodos

La soldadura con electrodo revestido, también conocida como soldadura por arco de metal blindado (SMAW), es otro proceso de soldadura por arco. Lo que lo hace diferente es el uso de una varilla de metal de aporte consumible como electrodo. Esta varilla, llamada varilla de soldadura, está recubierta con materiales para soportar tanto el fundente como el blindaje. El extremo de metal desnudo de la barra de soldadura se sujeta dentro de un portaelectrodos con un mango aislado. El portaelectrodos en sí está conectado a una fuente de alimentación.

El equipo que se usa con la soldadura con electrodo revestido es portátil y de bajo costo, lo que lo hace ideal para operaciones de soldadura en el sitio. A diferencia de la soldadura MIG y TIG, no es necesario quitar pintura ni corrosión en el punto de soldadura. La soldadura con electrodo revestido también genera un arco lo suficientemente grande como para que el viento o la temperatura no lo afecten. La soldadura con electrodos también es muy flexible cuando se trata de dónde puede usarla:en interiores, exteriores, áreas con corrientes de aire y espacios confinados. Esto lo hace ideal para reparaciones en el lugar.

El principal inconveniente de la soldadura con electrodo revestido radica en el uso de una varilla consumible. Tendrá que cambiar las varillas durante el proceso, lo que puede hacer que la soldadura con electrodo revestido lleve mucho tiempo. Debido a que la longitud del electrodo varía durante el proceso de soldadura, la resistencia de la varilla también variará. Esto, a su vez, conduce a variaciones en la corriente que pueden provocar un sobrecalentamiento y una fusión prematura, especialmente cuando usa una barra nueva.

El calor involucrado también pone un límite a lo delgado que puede ser el metal (generalmente no más delgado que el calibre 18). Finalmente, la generación de escoria y salpicaduras significa que deberá limpiar la superficie de soldadura antes de pintar o soldar más.

Soldadura por fricción

La soldadura por fricción (FRW), a diferencia de la soldadura MIG, TIG y revestida, es un proceso de soldadura de estado sólido. En un proceso de soldadura de estado sólido, se crea una unión metalúrgica entre los dos metales base, sin que se derrita. La soldadura por fricción, en particular, utiliza calor por fricción combinado con presión para lograr la unión.

En la mayoría de los casos, rotará una parte con respecto a otra mientras las pone en contacto a través de altas fuerzas axiales. El movimiento relativo bajo fuerzas tan altas conduce a la fricción. Esa fricción genera suficiente calor para formar un fuerte vínculo metalúrgico entre las dos superficies.

Cuando utiliza la soldadura por fricción rotatoria, su elección de piezas de trabajo es limitada:al menos una pieza de trabajo debe tener forma cilíndrica, como un tubo o una tubería. Por otro lado, la soldadura por fricción lineal utiliza un movimiento alternativo, en lugar de un movimiento de rotación, para generar la fricción y el calor necesarios. El uso de movimiento lineal elimina los requisitos de que al menos una pieza de trabajo sea cilíndrica.

La soldadura por fricción puede lograr un contacto de interfase completo, a diferencia de la soldadura TIG, MIG o de varilla que limita el contacto con la costura de soldadura. La soldadura por fricción también hace que sea mucho más fácil soldar metales diferentes. Además, tampoco requiere fundente, protección ni metal de relleno y, cuando se realiza correctamente, produce soldaduras sólidas sin porosidad.

Uno de los inconvenientes de la soldadura por fricción es el inevitable material flash desarrollado donde se unieron las dos partes. Para recortarlo del ensamblaje final, deberá usar una operación de torneado. La presencia de rebaba también significa que se pierde parte de la longitud original de las piezas de trabajo. Puede estimar fácilmente esta pérdida y tenerla en cuenta en el proceso de diseño desde el principio.

Además, las soldaduras de mayor calidad logradas mediante la soldadura por fricción requieren un equipo grande y potente que se asemeja a un torno. Debido a esto, el equipo para soldadura por fricción no es portátil como MIG, TIG y soldadura por electrodos.

Problemas comunes de soldadura

Los componentes y equipos hidráulicos funcionan a altas presiones, lo que hace que una soldadura sólida sea crítica. Cuando sus soldaduras no se realizan correctamente, puede ser extremadamente peligroso. Dos consideraciones en este contexto son los defectos de soldadura, la distorsión y las tensiones residuales.

Los defectos de soldadura pueden incluir lo siguiente:

• Fusión incompleta
• Cavidades
• Grietas
• Falta de penetración (cuando la fusión no ha llegado a la raíz de la unión)
• Falta de fusión (cuando no se ha logrado la fusión en toda la sección transversal de la unión)
• Inclusiones (donde las partículas no metálicas quedan atrapadas en la soldadura)
• Salpicaduras excesivas
• Perfil de soldadura pobre

La capacitación y la experiencia son necesarias para lograr soldaduras libres de estos defectos, y los resultados dependen en gran medida del proceso utilizado por el soldador.

Otra preocupación importante en la soldadura consiste en unir dos metales diferentes. Cuando use soldadura MIG, TIG o revestida, debe considerar sus conductividades térmicas y expansiones relativas para evitar distorsiones y tensiones residuales al enfriarse. Por ejemplo, puede haber contracción en el conjunto de soldadura, lo que es especialmente común en la soldadura a tope (soldadura de extremo a extremo). Esta contracción se produce al enfriarse y puede provocar deformaciones y tensiones residuales. De hecho, debido a problemas de calor localizados y a la geometría de las piezas soldadas, esto puede ocurrir incluso cuando se utilizan metales similares.

Los soldadores profesionales saben qué tipo de medidas tomar para minimizar la posibilidad de tensiones residuales y distorsiones. Hay una variedad de enfoques, incluido el uso de disipadores de calor para canalizar el calor, accesorios de soldadura para volver a entrenar el movimiento de las piezas durante un proceso de soldadura y tratamiento térmico de alivio de tensión para minimizar las tensiones residuales y eliminar la distorsión.

Los soldadores certificados tienen el conocimiento y la experiencia para seleccionar los parámetros correctos del proceso de soldadura (p. ej., velocidad, corriente, cantidad de metal de aporte, gas de protección) para lograr una soldadura fuerte sin defectos de soldadura.

Conclusión

Ya sea que su aplicación hidráulica requiera soldadura MIG, TIG, revestida o por fricción, a menudo es mejor dejar el proceso de soldadura en manos de profesionales. Hay muchas variables involucradas en la soldadura que van más allá de los metales utilizados y su espesor. Para lograr una soldadura resistente y sin defectos o una soldadura efectiva entre dos metales diferentes, necesita un soldador certificado y experimentado para su equipo hidráulico.

Hidráulica MAC

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