Soldaduras la más sólida unión
La soldadura se conoce desde la Antigüedad, y es uno de los principales recursos tecnológicos en que se sustentó la Revolución Industrial del siglo XIX. Sin ella no hubiera sido posible construir la maquinaria y los elementos de ingeniería con que contamos ahora.
El método de soldadura más antiguo es el que se consigue en la fragua, golpeando dos metales al rojo entre sí, hasta lograr su unión. Con el paso del tiempo aparecieron nuevas técnicas, pero el objetivo siempre es el mismo: unir dos metales entre sí o a través de un tercero como fundente. De acuerdo con la técnica utilizada y el equipo necesario existen diferentes técnicas de soldadura:
• Soldadura por gas. También conocido como autógena, utiliza la combustión del acetileno en oxígeno, lo cual permite alcanzar una llama que supera 3,200 °C. Su bajo costo y la movilidad del equipo son sus ventajas principales, y la desventaja consiste en el tiempo que tardan los materiales en enfriarse.
También existen métodos de soldadura por gas a temperaturas inferiores, como la denominada soldadura fuerte, la cual implica el uso del soplete de gas LP mezclado con aire, con el fin de lograr una llama suficientemente cálida como para fundir una aleación de estaño con plomo, y es utilizada principalmente en plomería, en la unión de tuberías de agua en instalaciones domésticas.
• Soldadura por arco eléctrico. Utiliza una fuente de energía eléctrica (continua o alterna) que permite derretir los metales.
• Soldadura SMAW (Shielded Metal Arc Welding). El proceso varía de acuerdo con la fuente de energía a que se recurre, el tipo de electrodos y el uso, o no, de un gas u otro material que altere la interacción de los componentes con la atmósfera.
En español se conoce como MMAW (Metal Manual Arc Welding, o soldadura metálica manual por arco). Este proceso utilizan electrodos de acero revestidos con material fundente que, con el calor de la soldadura, produce dióxido de carbono. Este gas actúa como escudo contra el oxígeno de la atmósfera, lo cual impide la oxidación y la formación de escoria sobre el charco de soldadura. Al fundirse el núcleo de acero del electrodo, une las piezas y rellena los espacios.
• GMAW (Gas Metal Arc Welding). En español, soldadura de gas de arco metálico, o de gas de metal inerte (MIG), es parecida a la anterior, pero usa un electrodo que no se consume y un gas inerte que se suministra aparte e impide la formación de óxidos y escorias.
• FCAW (Flux Cored Arc Welding). Soldadura de arco de núcleo fundente en español. En esta técnica, el electrodo de acero está relleno con un material en polvo que al quemarse produce un gas de blindaje y una capa de escoria que protege la soldadura.
• GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). Soldadura de arco con gas de tungsteno, o de gas inerte de tungsteno (TIG). En este caso, el electrodo de tungsteno no se consume, y se utilizan gases inertes o semi inertes como blindaje.
• SAW (Sumerged Arc Welding). En esta técnica se utiliza un material protector granulado que se aplica sobre el arco, ocultando la luz y el humo que genera el proceso.
El material protector aísla la soldadura de la contaminación atmosférica, genera escoria que la protege y contribuye a la formación de aleaciones.
• Soldadura con equipos inverter (IGBT). Los equipos que poseen la tecnología IGBT, conocida como inversora, utilizan tecnología digital para operar el rectificado, control de la frecuencia y otros parámetros, pero principalmente ofrece el control informatizado del ciclo, algo conocido como asistencia a la soldadura.
• Soldadura por resistencia. Recurre a una corriente eléctrica aplicada directamente a las piezas por soldar, lo cual permite fundirlas y unirlas. Las técnicas más utilizadas son las llamadas soldadura por puntos y soldadura de costura, las cuales permiten unir varias piezas de metal fino, ya sea en pequeñas uniones o en soldaduras largas y continuas.
• Soldadura por rayo de energía concentrada. Esta técnica utiliza un rayo láser concentrado o un haz de electrones disparado en el vacío para lograr soladuras de alta precisión.
• Soldadura de estado sólido. Son técnicas que permiten unir las piezas sin fundirlas. Una de ellas es la aplicación de ondas de ultrasonido en una atmósfera de presión alta. Otra es la soldadura explosiva que consiste en hacer colisionar dos piezas a alta velocidad, lo cual redunda en que los materiales se plastifican y unen sin generar calor.
Seguridad
La soldadura puede ser peligrosa, sin las precauciones apropiadas. El riesgo de quemaduras o electrocución es significativo debido a que muchos procedimientos de la soldadura implican un arco eléctrico o flama abiertos. Para prevenirlas, se debe utilizar ropa de protección, calzado especial, guantes de cuero y chaquetas protectoras de mangas largas para evitar la exposición a las chispas, el calor y las posibles llamas.
Además, la exposición al brillo del área de la soldadura produce una lesión llamada ojo de arco (queratitis) por efecto de la luz ultravioleta que inflama la córnea y puede quemar la retina. Las gafas protectoras y los cascos y caretas de soldar con filtros de cristal oscuro se usan para prevenir esta exposición, y ya se comercializan nuevos modelos de cascos cuyo filtro de cristal es transparente y permite ver el área de trabajo cuando no hay radiación UV, pero se auto oscurece en cuanto se produce al iniciar la soldadura.
A menudo, los soldadores se exponen a gases peligrosos y a partículas suspendidas en el aire que pueden ser peligrosos, sin la ventilación y la protección apropiados. Por otra parte, debido al uso de gases comprimidos y llamas, en algunos procesos se plantea el riesgo de explosión y fuego.
Soldadura subacuática
Aunque muchas aplicaciones de la soldadura se llevan a cabo en ambientes controlados, como fábricas y talleres de reparación, algunas se usan en diferentes condiciones, como al aire abierto, bajo el agua y en el vacío. En usos al aire libre, como en la construcción y la reparación de exteriores, la soldadura de arco de metal blindado es el proceso usual, así como en la soldadura subacuática en la construcción y reparación de naves, plataformas y tuberías, aunque también otras son comunes, como la de arco con núcleo de fundente y la de arco de tungsteno y gas.
También es posible soldar en el espacio, algo intentado en 1969 por los cosmonautas rusos, cuando realizaron experimentos para probar la soldadura de arco de metal blindado, la soldadura de arco de plasma y la soldadura de haz de electrones en un ambiente despresurizado, y los investigadores continúan desarrollando métodos para usar otros procesos de soldadura en el espacio, como las soldaduras de rayo láser, por resistencia y por fricción.
