TECSUP – PFR Procesos de SoldaduraUnidad IV LA SOLDADURA OXIACETILÉNICA (OFW) OXY-FUEL GAS WELDING 1. CONCEPTO El proceso de soldadura oxiacetilénica es una unión por fusión que utiliza el calor producido por una flama oxiacetilénica, obtenida por la combustión del gas acetileno con oxígeno, para fundir el metal base, con o sin aportación del material de aporte. Para conseguir la combustión, se necesita: • Un gas combustible (acetileno, propano, gas natural, etc.) • Un gas comburente (oxígeno). 1.1. PRINCIPIO Se basa en el hecho de que el gas acetileno al combustionar simultáneamente con el oxígeno origina la Flama con una temperatura muy alta (3200 ºC.), logrando la unión por calentamiento, con o sin aplicación de metal de aporte. Figura 4.1 Representación de la Soldadura Oxiacetilénica. 57 Procesos de Soldadura TECSUP – PFR • Sin material de aporte: Una vez regulada la flama de acuerdo a las necesidades del trabajo, se mantiene la punta del cono interno a unos 2 a 5 mm. Encima del metal base, apuntando en el sentido o dirección que se va a soldar; el ángulo entre el soplete y el metal base a unos 45º. Se mantiene la flama en un lugar hasta que se forme un charco de metal fundido (aproximadamente 5 a 7 mm. De diámetro) Se mueve lentamente la flama y el charco debe ser manipulado en muchas direcciones diferentes. Figura 4.2 Soldadura Oxiacetilénica con varilla de aporte. • Con material de aporte: Cuando se suelda con metal de aportación, éste se aplica mediante una varilla con independencia de la fuente de calor, lo que constituye una de las principales características del procedimiento. Una vez formado el charco y conforme va avanzando la soldadura, se va fundiendo la varilla y hay que ir acercando en forma continua al charco de soldadura. Estos tienen que fundirse al mismo tiempo para que los materiales tengan la posibilidad de una buena mezcla. En cuanto a la protección del baño de fusión la realizan los propios gases de la flama, aunque en algún caso es necesario recurrir al empleo de desoxidantes. Los diferentes nombres que se le dan a este proceso son: • 31, soldeo oxigás (EN 4063) • OFW, Oxy-fuel gas welding (ANSI / AWS A3.0) Si se utiliza acetileno como gas combustible el proceso se denomina: • 311, soldeo oxiacetilénico (EN 4063) • OAW, Oxy-acetilene welding (ANSI / AWS A3.0) 58 TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 1.2. USOS Y APLICACIONES Las ventajas enunciadas hacen que el soldeo oxigás sea particularmente indicado para: • Pequeñas producciones. • Pequeños espesores. • Trabajos en campo. • Soldaduras con cambios bruscos de dirección o posición. • Reparaciones por soldeo. Por este proceso pueden soldarse la mayoría de los metales y aleaciones férreas y no férreas, con la excepción de los metales refractarios, que son los que pueden utilizarse a altas temperaturas (volframio, molibdeno y tantalio) y de los activos (titanio, circonio). Reconstrucción de piezas Soldadura de reparación Enderezado por calor Figura 4.3 Principales aplicaciones de la soldadura Oxiacetilénica 59 con sólo cambiar o añadir algún accesorio. Limitaciones: • Se producen grandes deformaciones y grandes tensiones internas causadas por el elevado aporte térmico debido a ala baja velocidad de soldeo. • El equipo de soldadura necesario es de bajo costo.4. recargue. VENTAJAS Y LIMITACIONES Ventajas: • El soldador tiene control sobre la fuente de calor y sobre la temperatura de forma independiente del control sobre el metal de aportación. doblado. soldadura fuerte. de baja productividad y destinado a espesores pequeños exclusivamente. normalmente portátil y muy versátil ya que se puede utilizar para otras operaciones relacionadas con la soldadura.4 Soldadura de avance a la izquierda 60 . enderezado. como oxicorte. En acero menor de 3 mm. De espesor del material. Figura 4. pre y post calentamiento. soldadura de cobre y aleaciones.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR 1.3. 1. • El proceso es lento. ya que aunque se puede realizar la soldadura de grandes espesores resulta más económico para éstos la soldadura por arco eléctrico. MÉTODOS DE SOLDADURA • Soldadura a la izquierda: Se utiliza en los aceros de bajo carbono. ............................................... ................ ....................................................5........................................ ....................................................................................................................................................................... ..... 2............. Qué nombres le dan este proceso según la norma (EN 4063) y (ANSI / AWS A3............... Figura 4.............................. ....................... ................................................................ De espesor del material............................................................ ................................................................................................................... ......0) ................. ...................................................................................................................................... 4................................................................................................................................................... ........... ¿El código de proceso de soldadura 311 a qué proceso se refiere? ............................ ........... 61 ..... ....................................... En acero desde de 3 mm................. .................................................................................................................................................................................................................................................5 Soldadura de avance a la derecha 1................................ ACTIVIDAD Nº 05 1............................................................................................................... ¿Qué significado tienen las siglas OFW? .............................................................................................TECSUP – PFR Procesos de Soldadura • Soldadura a la derecha: Se utiliza en los aceros de bajo carbono........ ..................................................................................................................... ¿Cuál es el principio de la soldadura Oxiacetilénica? .......................................................... .............................................................................................................................................. 3...................................................................................... ............................................ 6.........................................................................................................................................................................................Procesos de Soldadura TECSUP – PFR 5...................... ......................................................................... ...................................................................... ............................................................................................................... .......... ......................................................................................... 62 .............................................. ................................................................................. .................................................................................................................................................................................................................. ............... ......................................................................................................................................... ................................................................................... ............................................ ¿Cuáles son los usos y aplicaciones del proceso OFW? ................................................................................... ..................................................................................................................................................................................................................................................... ......... .................... ......................... ............................................................................... ..................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ....................... ¿Qué ventajas y limitaciones tiene este proceso de soldadura (OFW)? ............................................ ...................................... .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. .......................... ................................................................................................................................................. ...................................... ....................................................... Lectura y resumen ................................................................ 7................................................................................................ .............................................................................................................................................................. .................................................................... .......................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................................................................................ ................. .. ............................................................................................................................................................ .......................................................................... ....................................................................................................................... ............................................................................ .............................................................................................................................................................................................. ...................................... .................................................................................................................. ...... ................................................................. ................................................. 7 Partes de de la flama oxiacetilénica 63 . El acetileno reacciona con el oxígeno y produce una flama que tiene una temperatura que está por encima del punto de fusión de la mayoría de los gases industriales Figura 4.6 Reacción química de la flama oxiacetilénica 2. LA FLAMA OXIACETILÉNICA El gas acetileno al combustionar simultáneamente con el oxígeno origina la Flama oxiacetilénica y su temperatura puede llegar has los 3200º C.1.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 2. PARTES Las zonas características de la flama oxiacetilénica pueden observarse en la figura y son: Figura 4. Otra de las ventajas de la flama oxiacetilénica. con el oxígeno del aire. 64 . Produce una flama que varía su color de amarillo a rojo naranja. • Flama carburante.2 muestra que la máxima temperatura de 3200 °C. en su parte final. De esta forma se impide que el oxígeno del aire entre en contacto con los metales a unir. dejar entre la punta del cono y la superficie del baño de fusión una distancia que varía entre 2 y 5 mm. En el penacho se produce la combustión. y que provoca la aparición de partículas de hollín flotando en el aire. es la llamada zona de soldeo o zona de trabajo. En función de esta proporción se puede distinguir cuatro tipos de flamas: • Flama de acetileno puro. Es de importancia. 2. TIPOS DE FLAMA Regulación de la flama oxiacetilénica La flama oxiacetilénica es fácilmente regulable. La curva de la parte superior de la figura Nº 5. por consiguiente. diferentes proporciones de gas combustible y de oxígeno producen flamas de diferentes propiedades y aplicaciones. frente a las flamas formadas con otros gases combustibles. en el sentido de que permite obtener flamas estables con diferentes proporciones de oxígeno y acetileno.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR El cono o dardo es la señal más característica de la flama. Lógicamente. Delante del cono yace la zona más importante de toda la flama. constituyendo una capa protectora que evita que se produzca su oxidación. • Flama reductora. desgraciadamente. Es la zona de máxima temperatura y es aquí donde se realiza el soldeo de la pieza. Existe únicamente dentro de la zona de trabajo (zona rayada). que. • Flama de acetileno puro que se produce cuando se quema acetileno en el aire. no puede reconocerse óptimamente y se ha señalado con línea de trazos. No tiene mucha utilidad en la soldadura. Es donde se produce la combustión del acetileno con el oxígeno. de todos los productos que no han quemado anteriormente. es de color blanco deslumbrante y su contorno está claramente delimitado. Dependiendo del tamaño de la flama y por tanto del soplete. es que se puede distinguir visualmente las zonas de la flama y el tipo de flama que se está utilizando. • Flama neutra.2. TECSUP – PFR Procesos de Soldadura • Flama carburante.8 Flama carburante • Flama neutra. Una forma práctica de determinar la cantidad de exceso de acetileno frente al oxígeno existente en una flama carburante. la flama empieza a hacerse luminosa.que se produce cuando la cantidad de acetileno es aproximadamente igual a la de oxígeno.9 Flama neutra 65 . formándose una zona brillante o dardo.. la longitud del penacho acetilénico será el doble que la del dardo.que se produce cuando hay un exceso de acetileno. Figura 4. La forma más fácil de obtener la flama neutra es a partir de una flama con exceso de acetileno (carburante) fácilmente distinguible por la existencia del penacho acetilénico.. seguida del penacho acetilénico de color verde pálido que aparece como consecuencia del exceso de acetileno y desaparece cuando se igualan las proporciones. Partiendo de la flama de acetileno puro al aumentar la proporción de oxígeno. Si la flama tiene doble cantidad de acetileno que de oxígeno. Figura 4. a medida que se aumenta la proporción de oxígeno la longitud del penacho acetilénico va disminuyendo hasta que desaparece justo en el momento en el que la flama se hace neutra. es comparar la longitud del dardo con la del penacho acetilénico ambos medios desde la boquilla. Figura 4.11 Principales aplicaciones de de la flama oxiacetilénica 66 . APLICACIONES: Figura 4.10 flama oxidante 2.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR • Flama oxidante que se produce cuando hay un exceso de oxígeno.3. No debe utilizarse en el soldeo de aceros. soliendo utilizarse. la flama tiende a estrecharse en la salida de la boquilla del soplete. fundamentalmente. para el soldeo de los latones.75:1 se alcanzan temperaturas de 3100 °C. Con proporción oxígeno / acetileno de 1. ......1................................................................................... Encender la flama con el mechero adecuado y regular la flama con el oxígeno........................................................................................ la válvula de oxígeno y después la del acetileno.......... 2...... ¿Cuál es la temperatura de trabajo? ..........3.......... 2......................... ........................... Encender la flama con mechero adecuado y regular posteriormente la flama mediante la entrada de oxígeno............ ...................................... ¿Qué es flama de soldadura Oxiacetilénica? .................................... 2.............................. Manejar el soplete con cuidado............4.............. 3..... .......... ligeramente...... Figura 4............................................................... 4..................................................................................................................... .......................12 67 ......................................... En el Figura siguiente indicar las partes......... Para apagar................................................. ....TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 2.................................................... ........ ......... 1.. cerrar en primer lugar la válvula del gas combustible y luego la del oxígeno... evitando movimientos bruscos e incontrolados...................................................................................... ACTIVIDAD Nº 06 1. sin embargo para evitar la formación de humos también se puede abrir primero. ........... 3................................................................. ENCENDIDO REGULACIÓN Y APAGADO El encendido y apagado de la flama se debe hacerse con cuidado......................................................................... ........................... ...... ............................... ¿Cuál es la proporción de gases en una flama oxidante? Explique ................................................................... ................. .......................................................................................................................................................................................................................... .......... .................................................................................. ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ ...................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................................. ... ................................................... ..................................................................................................................................................... ........................ ................. Lectura y resumen ........... ¿Dónde se utiliza la flama carburante? ................................................................................................................................................................................................................. 5........................................................................................................................... ............................... .......................... ¿Cuál es la proporción de gases en una flama carburante? Explique ............. .......................................................................................................... ...........................................Procesos de Soldadura TECSUP – PFR 4.......................................................................................... ........................................................................................................................................................................................ 68 ................................................................................................................................................................................................................................... .......................... ........................ ............................... ........................................................................................................................................................... .................................................................... ........................................ ............................... 7................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................................................. ........................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................. ..... 6.................................................................................................................................... .......................................................................... ....... .. ..................................................................... ...................................................... mediante un vaporizador que calienta el oxígeno líquido y lo convierte en oxígeno en estado gaseoso. es decir. al ser 6000/7 = 857. el consumo máximo deberá ser 857 litros / hora o lo que es lo mismo 14 litros/minutos. Dado que al abrir la válvula y dejar escapar el gas éste puede arrastrar acetona. intercambiables. estando diseñadas para gases específicos y no siendo. por lo tanto. por ejemplo: si la botella tiene un contenido de 6000 litros de acetileno. El equipo básico para la soldadura oxiacetilénica consta de: Figura 4. Las botellas o cilindros facilitan el transporte y conservación de los gases comprimidos.acetileno) hasta un soplete. EQUIPO BÁSICO DE SOLDADURA OXIACETILÉNICA Conjunto de elementos (aparatos y accesorios). si bien en grandes industrias el oxígeno puede ser canalizado desde un tanque criogénico que contiene el oxígeno en estado líquido a baja temperatura. 69 . que agrupados. o desde una batería de botellas y el acetileno puede ser producido directamente por un generador.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 3. Como ya se indicó el acetileno se almacena disuelto en acetona en cilindros rellenos de una sustancia esponjosa. presentan el paso de los gases (oxígeno .13 Principales aplicaciones de de la flama oxiacetilénica • Botellas de Oxígeno y acetileno En la mayoría de los talleres de soldadura. es conveniente no alcanzar nunca el consumo horario de un séptimo del contenido de la botella. los gases utilizados en soldeo oxiacetilénico están almacenados en botellas o cilindros. depósitos criogénicos para el oxígeno o generadores de acetileno. a partir de la reacción química del carburo de calcio y del agua. o de un generador de acetileno. los gases se suministran mediante tuberías que deberán ser las adecuadas para cada gas en cuestión. Figura 4. Los generadores de acetileno son los encargados de producir este gas. A la salida del generador se procede al lavado y secado con el fin de obtener un acetileno libre de impurezas. En el caso de baterías fijas.14 Diversas formas de suministro de los gases para el soldeo oxiacetilénico 70 .Procesos de Soldadura TECSUP – PFR Si se requiere un consumo mayor será necesario disponer de una batería de botellas que podrá ser portátil o fija. además de reducir la elevada presión de los cilindros de gas. son los encargados de suministrar el gas comprimido de los cilindros o depósitos a la presión y velocidad de trabajo. Cada manorreductor debe utilizarse solamente para lo que ha sido diseñado.g Las válvulas reductoras de presión. Los manorreductores utilizados en las baterías de cilindros o en los depósitos pueden tener un solo manómetro. o válvulas reductoras de presión.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura • MANOREDUCTORES Los manorreductores. deben permitir que la presión de trabaja a la que suministran el gas permanezca invariable durante su funcionamiento. a pesar de la disminución de la presión en el cilindro o depósito a medida que se diminuye el contenido de gas. Figura 4. es decir solamente para el gas especificado y nunca utilizar manorreductores destinados a cilindros en baterías o depósitos. 71 .15 partes de un manorreductor Los manorreductores conectados a los cilindros deben tener dos manómetros uno de ellos indica la presión del cilindro (manómetro de alta presión) y el otro indica la presión del trabajo (manómetro de baja presión). 1 • Orden de trabajo para inauguración de un manorreductor. indicando cuando el pestillo está cerrado.con un espumante.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR 3. tiene que descargarse la membrana. despacio. • Abrir la válvula de cierre del manorreductor. • Abrir las válvulas en el soplete. el pestillo se abre. • Revisar la pieza intermedia de la junta . • Revisar la hermeticidad . • Abrir la válvula de la botella. • Despacio dar vuelta al tornillo de graduación. Cuando el manorreductor no esta trabajando.16 manorreductor 72 . Figura 4.1.cuando esté dañada cambiarla. • Observar continuamente el manómetro de presión de trabajo • Dar vuelta al tomillo de graduación hasta que alcance la presión que sea necesaria. Existe un equilibrio entre el muelle para graduación abajo y la presión del gas sobre la membrana que se amplifica por el muelle del pestillo.extinguir o eliminar impurezas. • Apretar fuerte el atornillamiento. INSTALACIÓN DE UN REDUCTOR • Conectar el manorreductor a la botella. • Controlar que la conexión esté limpia . Inscripción Oxígeno Acetileno Propano Letra de identificación O A P Color de identificación Azul (verde) Amarillo (rojo) Naranja R21 J 8 x 14 Conexión de la brida R % derecho izquierda 63 x R % 8 x R 3/8 8 x R 3/8 Conexión de la manguera derecho izquierdo izquierda Tabla 4. las de acetileno son de color rojo y rosca a izquierdas al soplete y las de oxígeno de color azul o verde y rosca a derechas al soplete. 73 . Con objeto de poder distinguir el gas que circula por estas mangueras.17 Conectores de mangueras. La longitud mínima en las mangueras debe ser de 5m. Los diámetros 4. para acetileno rojo. Las mangueras para soldar son tubos de goma muy flexibles que sirven para conducir los gases desde los balones hasta los sopletes. Figura 4. Las mangueras de oxígeno son de color azul o verde. 9 Y 11 mm para el acetileno y de 4.6 y 9mm para el oxígeno.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura • Mangueras Son tubos flexibles de goma por cuyo interior circula el gas. Las conexiones con rosca izquierda para el acetileno y rosca derecha para el oxígeno. Suelen ser de caucho de buena calidad y deben tener gran resistencia al corte y la abrasión. siendo por tanto las encargadas de transportar dicho gas desde los cilindros al soplete. En la figura 6. La potencia de un soplete se mide en litros/hora y expresa el consumo de gas combustible. caudal y proporción entre el gas combustible y el oxígeno. Boquillas. Las partes principales son: Válvulas de entrada de gas. de forma que exista equilibrio entre la velocidad de salida y la de inflamación. Cámara de mezcla. La elección de tipo y tamaño del soplete depende de las características del trabajo a realizar. velocidad.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR • Soplete La misión principal del soplete es asegurar la correcta mezcla de los gases combustible y comburente según su cantidad.6 se puede apreciar un soplete con cámara de mezcla de inyección. • Válvulas de entrada de gas Estas válvulas permiten regular la presión.18 Soplete de inyección para soldeo oxiacetilénico Mediante el soplete el soldador controla las características de la flama y maneja la misma durante la operación de soldeo. 74 . Figura 4. En la figura 6. Las boquillas deben permitir una flama uniforme. Normalmente boquillas de diversos diámetros son aptas para un determinado tamaño de soplete. Existen dos tipos fundamentales de cámara de mezcla. Este tipo de cámara de mezcla se emplea cuando el gas combustible es suministrado a una presión demasiada baja para producir una combustión adecuada. mezclándose al juntarse las direcciones de ambos gases. Controlan el flujo de gas por medio del diámetro del orificio de salida.8 (A) se observa una cámara de este tipo. b) De inyección o aspiración En este tipo de cámara el gas combustible a baja presión es aspirado por la corriente de oxígeno de alta velocidad. En la figura 6. • Boquillas Son toberas intercambiables que se ajustan a la parte final o lanza del soplete. Los sopletes con este tipo de cámara se denominan de baja presión. Para esto se utiliza un sistema de tobera. Pequeños diámetros de salida producen flamas pequeñas. Figura 4.8 (B) puede observarse un diseño de una cámara de este tipo.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura • Cámara de mezcla En ella se realiza la mezcla íntima de combustible y comburente.19 Diversas boquillas 75 . aptas para soldar pequeñas secciones. sin embargo para grandes diámetros se requieren grandes secciones. a) De sobrepresión En este tipo el oxígeno y el gas combustible están a la misma presión y van a la misma velocidad. se dificulta el manejo del soplete y el control del baño de fusión.). a) Espesor del material b) Tipo de Unión a realizar (tope. bisel. eliminando cualquier proyección o suciedad que se haya podido adherir. d) Habilidad del operador etc. B) De baja presión Se deben observar las siguientes precauciones: a) Se deberá limpiar la boquilla con los escariadores adecuados. etc. c) Posición en que se soldará. A) De sobre presión. • Selección de Boquilla Se deben tener en cuenta los siguientes factores: Tipo de material a soldar.20 Cámaras de mezcla. 76 . si el caudal es excesivo. Es de la mayor importancia seleccionar el caudal adecuado para cada tipo de boquilla ya que si el caudal es escaso la flama no será efectiva. pudiéndose incluso producirse un retroceso de flama.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR Figura 4. b) Se deben mantener limpias y en buen estado las roscas y las superficies de cierre para evitar fugas y retrocesos de flama. filete. No. 1 para planchas con un espesor de 0. A la entrada del soplete. En caso de mangueras muy largas. tuberías. no se suelen colocar pues dificultaría su manejo al soldador. ésta se introduce en el soplete o incluso puede llegar.2 mm . 5 para planchas con un espesor de 6 . 2 para planchas con un espesor de 1 . a través de las mangueras. aunque sería una posición idónea. No.21 Válvulas antiretroceso • La entrada de oxígeno o de aire en el conducto y cilindro que suministra el acetileno. No. 3 para planchas con un espesor de 2 . No. • El suministro durante y después de un retroceso de flama. solamente se corta si la temperatura ha aumentado hasta 90 ó 100 °C.1 mm .150 litro/hora de consumo.300 litro/hora de consumo. • Válvulas antirretroceso de la Flama Cuando se produce un retroceso de flama. mangueras. • Un retroceso de flama dentro del soplete.80 litro/hora de consumo.4 mm . No. además de la situada a la salida de las válvulas reductoras también pueden situarse en algún punto del recorrido de las mangueras como medida de precaución. a los cilindros de gas y provocar su explosión.6 mm .5 . 4 para planchas con un espesor de 4 .9 mm .700 litro/hora de consumo.500 litro/hora de consumo. Se colocan justo a la salida de las válvulas reductoras de presión para proteger los cilindros. Las válvulas antirretroceso previenen: Figura 4. Si el retroceso de flama ha sido muy leve en algunos casos no se corta el suministro de gas.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura Ejemplo: selección según el espesor del material. 77 . cilindros o depósitos. ............................................................................................ • Válvula de corte térmico que se cierra al detectar un aumento de temperatura........ ................. Interprete y comente sobre el siguiente Figura............... 3..................................................................................................................... Este dispositivo no es imprescindible en el caso de suministro a partir de cilindros de gas..............Procesos de Soldadura TECSUP – PFR Este tipo de válvulas deben tener los siguientes elementos de seguridad Válvula antirretroceso..............................................................................................2............... .... ............ Trabajando en grupo de 3..................... ......................................... ACTIVIDAD Nº 07 1............................... .................. • Sinterizado micro poroso que apague una flama en retroceso....................................................................................................................... 78 .................................................... Figura 4.... ......... que permite el paso del gas en un solo sentido................22 ........................... .................................................................................................................. Trabajando en grupo de 3......................................... .... Interprete y comente sobre el siguiente Figura Figura 4........................................................................... ............................TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 2.......................................... 79 ............................................................................................................................................................... .................................................................. .......................................... ............... .................................................................................................................................................23 ...................................... ..................................................... .................................................................................................... ........................................................................... Trabajando en grupo de 3......................................................24 ............................... ...................................... ............................................................................................................ 80 ................................................................................................................Procesos de Soldadura TECSUP – PFR 3..................................................................................................................... ................................................................................. Figura 4.............. .................. ............................................................................................................................... .................................. Interprete y comente sobre el siguiente Figura........................... ................................................................. ...................... Gas Acetileno 3200 Gas propano 2050 Gas natural 1770 Figura 4. Como gas combustible se podría emplear hidrógeno. Si la oxidación es muy rápida produce calor y luz y se flama combustión. propano o cualquier otro gas combustible (butano. Cuando el oxígeno se combina químicamente con otro elemento. Si un metal caliente se pone en contacto con aire o con oxígeno puro. LOS GASES PARA SOLDAR Y OXICORTAR Como gas comburente se emplea el oxígeno ya que si se utiliza aire las temperaturas alcanzadas serían del orden de 800 a 1000 °C menores que las que se consiguen con oxígeno. que no es la más adecuada para conseguir soldaduras sanas con la mayoría de los metales. la rapidez de oxidación es muy alta. TEMPERATURA DE LA FLAMA CON OXIGENO ºC. Para conseguir una temperatura elevada con cualquier otro gas es necesario emplear una flama muy oxidante (con mayor cantidad de oxígeno que de gas combustible). sin embargo se prefiere el empleo del acetileno porque con oxígeno se consigue una flama de mayor temperatura que aporta mayor calor que con cualquier otro gas.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 4. propileno).25: Comparación de las propiedades de los gases comprimidos 81 . Este es el principio que se aplica en el proceso de corte con oxiacetileno. la reacción entre ellos se flama oxidación. gas natural. La pureza del oxígeno depende del modo de fabricación. Figura 4.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR 4. No es tóxico ni combustible pero estimula la combustión y es necesario para ello. separándolo del nitrógeno. luego se procede a la rectificación del oxígeno en aparatos apropiados. En estado gaseoso es incoloro. pero en contacto con el aceite y grasa estando puro y a presión. Soporta cualquier temperatura o presión cuando está solo. esto es lo que se conoce como destilación fraccionada. El oxígeno es necesario para ayudar a la combustión cualquiera que sea el gas utilizado para soldar o cortar. inodoro e insípido. • Fabricación Para fines industriales el oxígeno se fabrica hoy principalmente partiendo del aire. Su densidad es ligeramente superior a la del aire (1. así se dice que el oxígeno tiene 98% de pureza cuando contiene un 2% de nitrógeno o de hidrógeno.105). OXIGENO Es un cuerpo extraordinariamente extendido en la naturaleza y se combina casi con todos 105 cuerpos simples.1.26: Proceso de fabricación de oxígeno 82 . puede llegar a combustiones explosivas. TECSUP – PFR Procesos de Soldadura • Presentación comercial Se surten en balones especiales normalizadas de 40 litros (masa de la botella vacía 70 a 75 Kg con una presión de 150 Kg/cm2 y en botellas de acero ligero de 50 litros (masa 66Kg) con una sobrepresión de 200 kg/cm2 se vende por m3. Se hacen de una sola pieza. Son de construcción especial para soportar tremendas presiones del gas que contienen (hasta 200 bar). • Botella de oxígeno Son de color azul o verde y se suministran en dimensiones de 1 a 50 litros de capacidad.27: Representación de una botella de oxígeno 83 . refrigerado y a presión. Figura 4. El oxígeno líquido se suministra mediante camiones cisterna. Es soluble en gran número de líquidos. así como trozos de amoníaco. y mediante un choque o un calentamiento esta reacción.200°C. • Fabricación El gas se obtiene por la reacción química entre el carburo de calcio y el agua.91. Arde con flama luminosa. en especial la humedad. Al estado puro es incoloro e insípido. 4. Es el gas más empleado para la soldadura autógena. puede ser causa de una violenta explosión. Este no es puro. su símbolo es C2 H. Su densidad con relación al aire es de 0.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR • BOTELLA DE ACERO PARA EL OXIGENO 50 litros Puesto de toma P = Presión de la botella: 200 bar sobrepresión V = Volumen de la botella: 50 Litros Q = Contenido de oxígeno: 10 000 Litros Control del Contenido Q= p. 84 . que es instantánea. se suministra oxígeno a los grandes consumidores también en forma líquida. "176 gramos.2. Es un hidrocarburo gaseoso combustible de gran poder calorífico. lo que da como peso a O°C de un litro de gas 1. V Figura 4.5 (Kg/cm2) pasado ello se descompone en sus elementos. ACETILENO Es un gas compuesto de carbono e hidrógeno. contiene hidrógeno fosforado hasta 20 a 30 cm3 por 100 litros de acetileno.28 Para ahorrar los elevados costos del transporte de botellas de acero. su presión permisible es de 1. pero el acetileno comercial tiene un olor característico. La temperatura de inflamación es de 335°C la temperatura de combustión con oxígeno es de 3. que procede del carburo. De aquí la necesidad de purificar a través de filtros o depuradores en varias etapas en las cuales se eliminan las impurezas. 9 m3. 85 . • Botella de acetileno El balón de acetileno es semejante al del oxígeno. En su interior contienen una masa porosa en el que se disuelve la acetona para luego almacenar el acetileno. • Presentación comercial Se presenta en balones especiales disueltos en acetona a la presión de 18 BAR (Kglcm2) y a la temperatura de 15°C. La venta se hace por Kg en razón de que las presiones varían con el cambio de temperatura.29: Proceso de fabricación de acetileno. fusibles fabricados con un metal que se funde a unos 100° C (212°F). Las materias porosas más empleadas son: mezclas de amianto. Por eso. es necesario conocer que 1 Kg de acetileno equivale en números redondos a 0. Los cilindros están equipados con tapones de seguridad. etc. carbón vegetal granulado. Esto permite al gas escapar si el cilindro se somete a un calentamiento excesivo. también sujeto a normas y procesos de pruebas cortos.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura Figura 4.. aglomerados con cemento. Son de color rojo o amarillo y se suministran en dimensiones de 1 a 50 litros. 31: Componentes al interior de las botellas de acetileno. la acetona el 40%. Un litro de acetona a la presión atmosférica (1 Bar) disuelve. 86 . acetileno 25%.R. La distribución del volumen y peso del contenido de una botella de acetileno resulta así aproximadamente. es decir. 15% Acetona Materia 40% 20% Acetileno 25% Figura 4. en una botella se encuentran disueltos (13 x 19 x 24") 6. Si la presión de llenado (sobrepresión) es de 18 Bar.000 litros de acetileno. I. 15% previsto para encajar el aumento de volumen del acetileno con el aumento de temperatura ambiente. Una botella de acetileno contiene normalmente 93 litros de acetona. aproximadamente 24 litros de acetileno.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR Figura 4.30: Suministro de botellas de acetileno La masa porosa ocupa aproximadamente el 20% del volumen de la botella. si la presión absoluta es de 19 Bar. 0. • Proteger las botellas de calentamientos fuertes.2. 87 . La velocidad de propagación de la flama es reducida (30 cm/seg). lo cual impide los peligrosos retrocesos de flama. Ejemplo: • Etano . REGLAMENTOS DE TRABAJO IMPORTANTE El consumo máximo es 1000 l/h. 4.0015 gr. La temperatura de la flama es menor que la del acetileno. • Para poder reconocer la presencia de propano por el olfato.1.6. pero en oxicorte tiene cada día mayor número de consumidores. de lo contrario sería inodoro.4% • Propano . PROPANO (CH3 .1 % • Mercaptanos . en trabajo continuo está limitado a 500 hasta 700 l/h. sino mezclado con otros gases.93. Las botellas de acetileno no deben usarse en posición horizontal.CH2 . NOTA La misión de la materia porosa es: • Inmovilizar la acetona.CH3) Tiene una aplicación muy reducida en soldadura. lo cual da como resultado que los bordes del corte sean muy limpios (debido al menor reblandecimiento que sufre el acero). Excepción: • Botellas que tienen un anillo rojo (contienen una masa de alta porosidad).TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 4.0./m3 > estas son sustancias odorantes.0% • Isobutano . • Evitar que se extienda cualquier descomposición que se podría iniciar si pasa una flama accidentalmente sobre la superficie del cilindro. El propano no se utiliza químicamente puro.0.3.5% • Butano . Es más seguro que el acetileno y tiene mayor poder calorífico que el propano o el gas natural. 4. plomo y metales similares. Tiene más o menos el mismo valor calorífico que el propano y tiene usos iguales. Sus componentes principales son el etano (C2H6) y metano (CH4). Se usa como gas combustible para el corte con oxígeno y en operaciones de calentamiento. para el consumo industrial. 4. 4. GAS MAPP Es un compuesto licuado de acetileno. y se distribuye por medio de gasoductos.6.4. Su uso se limita a ciertas operaciones de soldadura fuerte y a la soldadura de aluminio.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR • Fabricación Su fuente principal son las mezclas de petróleo crudo y gas que se obtiene de los pozos de petróleo y gas natural activo. es una mezcla de varios gases en diferentes proporciones. conocido por sus siglas MAPP. según la zona en donde se extrae. por regla general 1. Se obtienen en la destilación fraccionada del petróleo y durante el reciclaje del gas natural. El requerimiento volumétrico de gas natural es. En botellas de 35Kg. 88 . Se surten en tanques pequeños o para tanques estacionarios. HIDRÓGENO Es un gas de contenido calorífico bajo. de gas licuado. • Presentación comercial El propano se vende y transporta en cilindros de acero que contiene hasta 45 Kg. Se adquiere una presión de cerca de 2000 PSI (14 MPa) a una temperatura de 21°C (70°c).5 veces el del acetileno para generar una cantidad equivalente de calor. GAS NATURAL (GAS DE TIERRA) Se extrae con pozos casi siempre de gran profundidad. También puede obtenerse en forma líquida.5. metilacetinpropadieno. El gas natural en realidad. La flama neutra de MAPP necesita el doble de oxígeno por volúmenes que el acetileno. magnesio. También se suministra a granel mediante camiones cisterna a los grandes consumidores. por lo que prácticamente no tiene ningún interés en este campo de espesores. Sin embargo. inferior a 7 mm.. mientras que para mayores espesores es imprescindible separarlos para asegurar la penetración completa. de espesor se preparan con chaflán doble si se pueden soldar por ambos lados. 89 . de espesor deben ser achaflanadas con un ángulo del bisel de 35 a 45°. el soldeo oxiacetilénico de espesores gruesos presenta muchas desventajas respecto al soldeo de arco eléctrico (es lento y produce grandes deformaciones en las piezas). • Preparación de la unión Es imprescindible que las piezas a unir estén limpias y exentas de óxidos. aceite y grasas. ya que de lo contrario se pueden producir poros e inclusiones de óxidos. Las piezas de más de 20 mm. TÉCNICAS OPERATIVAS Figura 4. para espesores inferiores a 5 mm. sin separación.32: Trabaje con seguridad. El espesor de las piezas determina la preparación a realizar. de esta forma se reduce la cantidad de metal de aportación y de gases empleado.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 5. El talón suele ser de 1 – 2 mm. Las piezas de más de 7 mm. no es necesario achaflanar los bordes. los bordes se pueden disponer juntos. cuando el espesor es pequeño. Figura 4. • Realizar el purgado de las botellas. asegurarse de la no existencia de grasa o aceite en las conexiones de oxígeno.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR • Utilización del equipo de soldeo Para utilizar correctamente el equipo de soldeo es necesario que se siga la secuencia indicada a continuación. Conexión de los elementos del equipo de soldeo Pasos a seguir: • Limpiar e inspeccionar cada uno de los componentes del equipo.33 Instale con cuidado los manorreductores. 90 . además de las recomendaciones de seguridad. • Montar el equipo de soldeo con las válvulas cerradas y verificar todas las conexiones antes de abrir ninguna de ellas. • Abrir la válvula de oxígeno del soplete para dejar salir todo el gas.2).TECSUP – PFR Procesos de Soldadura • Apertura del oxígeno y del acetileno La siguiente secuencia de operación debe realizarse primero con el oxígeno y luego repetir con el acetileno (o al revés) pero nunca simultáneamente. ligeramente. • Verificar antes de su empleo el estado del soplete. En las botellas de acetileno abrir sólo una vuelta. • Abrir la válvula de cierre en el manorreductor. • Manejar el soplete con cuidado. • Cierre de botellas Para cerrar las botellas al terminar el soldeo se deberá: • Cerrar las válvulas de los cilindros. • Comprobar presiones de trabajo. sin embargo para evitar la formación de humos también se puede abrir primero. cerrar en primer lugar la válvula del gas combustible y luego la del oxígeno. • Abrir la válvula en el soplete. • Se suele recomendar abrir la válvula de acetileno del soplete. • Antes de abrir la válvula comprobar que el tornillo de regulación está aflojado • Abrir el grifo de la botella lentamente. la válvula de oxígeno y después la del acetileno. • Cerrar las válvulas del soplete. • Apretar el tornillo de regulación hasta que se obtiene la presión deseada (figura 6. • Encendido y apagado del soplete El encendido y apagado del soplete debe hacerse con cuidado. • Atornillar las válvulas de cierre del manómetro./cm2.1). • Dejar salir el gas durante 5 segundos por cada 15 m de longitud de la manguera y cerrar la válvula del soplete. • Desalojar los gases de las mangueras abriendo las válvulas de los sopletes. • Para apagar. sobre todo estanqueidad y limpieza de las boquillas. • Se recuerda que la presión del acetileno no debe superar 1 Kg. 91 . • Verificar conexiones de mangueras al soplete. • Encender la flama con mechero adecuado y regular posteriormente la flama mediante la entrada de oxígeno. evitando movimientos bruscos e incontrolados. • Aflojar el tornillo de regulación de los manorreductores (ver figura 6. recordando que nunca se deberá apagar cerrando primero el oxígeno ya que puede quedarse atrapada la flama dentro del soplete. encender la flama con el mechero adecuado y regular la flama con el oxígeno. en las de oxígeno abrir totalmente. Nunca lubrique los reguladores. Nunca use el oxígeno para limpiar su ropa. 4. 6. Retire todo material combustible del lugar en donde vaya a soldar antes de empezar a trabajar. Abra la válvula del cilindro de acetileno solo 1. aluminio.Procesos de Soldadura TECSUP – PFR 5. 3. etc. ya que desprenden vapores tóxicos. 2. Cierre todas las válvulas de oxígeno y acetileno cuando termine el trabajo. mercurio. Mantenga sus manos libres de aceite. Manténgalos libres de grasas y aceites. Informe de inmediato. • PREVENCIÓN DE INCENDIOS 1. Use siempre gafas protectoras cuando trabaje con un soplete encendido. Es preferible utilizar ropa de lana en vez de algodón o fibras sintéticas porque arde con menos facilidad y protege la piel contra las altas temperaturas. Conozca de antemano el lugar exacto donde están los extinguidotes de incendio. 7. 4. Los cilindros deben estar siempre amarrados o sujetos de modo que so se puedan caer. Abra por completo las válvulas del cilindro de oxígeno cuando esté en uso. Nunca forme un arco contra el cilindro. 5. 5. 4. cilindros o conexiones para oxígeno o sopletes ni en las inmediaciones de ellos. PROTECCIÓN PERSONAL 1. Use guantes de un material resistente al calor para protegerse las manos y las muñecas. cadmio o berilio. no se pare frente a la válvula. 2. Cuando abra un cilindro. 8. Para evitar daños a los reguladores y manómetros. de esmeril. No deje el gas en las mangueras. Cuando haga la apertura inicial de un cilindro. • CUIDADOS CON LOS CILINDROS 1. 7.5 vueltas. No permita que la ropa se sature con oxígeno. 92 . 6. abra con lentitud las válvulas de los cilindros. Use un respirador cuando vaya a soldar material que contenga o estén recubiertos con plomo. 3. No trabaje con equipo que sospeche está defectuoso. verifique que se encuentra lejos de una flama o fuente de calor (chispas de soldadura. Use un respirador cuando vaya a soldar hierro galvanizado. Use ropa resistente al fuego y desdoblada para que no se atrape en los pliegues las chispas o escorias calientes. zinc. Siempre conecte el regulador correcto a la válvula del cilindro.). 3. 9. 10.1. 2. Mantenga la ropa libre de grasa o aceite. latón o bronce. 10. • Use siempre el encendedor de fricción. No trate de conectar las mangueras por la fuerza. Nunca use un martillo o una llave de tuercas común para abrir la válvula de un cilindro. • CUIDADOS CON LAS MANGUERAS 1. 4. 9. Nunca permita que una flama haga contacto con un cilindro. 2. Nunca intente reparar una manguera con cinta adhesiva o alambre. A veces los gases no encienden de inmediato con el metal caliente y se puede producir una explosión. • Use siempre las presiones correctas (las que indica el fabricante de las boquillas). para probar si las mangueras tienen fugas. • Nunca cuelgue el soplete o las mangueras de las válvulas de los reguladores de los cilindros. Las de acetileno son rojas con rosca izquierda y. sumérjalas en agua (con el gas a la presión normal de trabajo en ellas). 93 . Nunca trate de retirar los aparatos de protección de la válvula de los cilindros. Para probar si hay fugas en las conexiones. • SOPLETE Y SU ENCENDIDO • Nunca use fósforos para encender un soplete. • No intente volver a encender un soplete con el metal caliente. Nunca use acetileno para sopletear una manguera nueva. aplique agua jabonosa y observe si se forman burbujas. e particular en lugares cerrados. • No use el acetileno a presiones superiores a 100 kPa o aproximadamente 15 libras o 1 kgf/cm2. 3.TECSUP – PFR Procesos de Soldadura 8. además.34: En caso de un retroceso de Flama. ¡ Figura 4. Las de oxígeno son verdes o azules y tienen rosca derecha. Las conexiones estándares de las mangueras tienen colores de identificación. tienen la tuerca ranurada. ............... ........................................................ ¿Qué contiene una botella de acetileno en su interior? ................................................... ........................................................................ ¿Qué gases se emplean para el proceso de soldadura 311? .......................................................................... ¿Cómo se comercializa el gas acetileno y el oxígeno? ...................................................... ........................................... .....................................................................................................Procesos de Soldadura TECSUP – PFR 5........................................... .............................................................2............................... 6................................................................................................................................................................................................................ ............. Grafique un cilindro de acetileno y indique sus partes........................... .......................................... ............................................................................................................................................................................................................................... 5....................................................................................... ACTIVIDAD Nº 08 1..... 3.................. 2....................................................................................................................... ......................... ................. 4......................... ..... ¿Por qué el gas propano no se emplea en la soldadura de aceros? ........................................................................................................................................................................................................................................... 94 .................................................................................. .................................. ................................................................. .................................................................................................................... ........................... ¿Cómo se obtiene el oxígeno? ............................................................................