Es necesario identificar los metales antes de soldar para poder elegir el electrodo y el método correctos.
Por ejemplo, el magnesio y el aluminio tienen una apariencia similar pero requieren procesos de soldadura diferentes.
Las siguientes páginas le guiarán a través de las diversas pruebas y propiedades físicas y mecánicas que se utilizan para determinar el origen de los metales.
La mayoría de los metales y aleaciones descritos en esta sección del sitio pueden soldarse mediante uno o más procesos de soldadura principales (Stick, TIG, MIG, Oxyfuel).
Esta sección describe las características de los metales y sus aleaciones, con especial referencia a su importancia en las operaciones de soldadura.
Todos los metales se clasifican en dos categorías, ferrosos o no ferrosos.
- Metales ferrosos – son metales que contienen hierro.
Los metales ferrosos aparecen en forma de hierro fundido, acero al carbono y acero para herramientas. Las distintas aleaciones de hierro, tras someterse a determinados procesos, son el arrabio, la fundición gris, la fundición blanca, la fundición maleable, el hierro forjado, el acero aleado y el acero al carbono. Todos estos tipos de hierro son mezclas de hierro y carbono, manganeso, azufre, silicio y fósforo. También están presentes otros elementos, pero en cantidades que no afectan de forma apreciable a las características del metal. - Metales no ferrosos – son aquellos que no contienen hierro.
El aluminio, el cobre, el magnesio y las aleaciones de titanio son algunos de los metales que pertenecen a este grupo.
Propiedades físicas de los metales
Muchas de las propiedades físicas de los metales determinan si pueden soldarse y cómo lo harán en servicio.
Las propiedades físicas, que comprenden varios métodos de identificación de metales, se muestran en la tabla 7-1 a&b a continuación.
Propiedades físicas de los metales – Tabla 7-1a y 7-1b
Color del metal
El color se relaciona con la calidad de la luz reflejada por el metal.
Masa o densidad
La masa o densidad se relaciona con la masa respecto al volumen.
Conocida comúnmente como gravedad específica, esta propiedad es la relación entre la masa de un volumen determinado del metal y la masa del mismo volumen de agua a una temperatura especificada, generalmente 39°F (4°C).
Por ejemplo, la relación entre el peso de un pie cúbico de agua y un pie cúbico de hierro fundido es la gravedad específica del hierro fundido. Esta propiedad se mide en gramos por milímetro cúbico o centímetro en el sistema métrico.
Punto de fusión
El punto de fusión de un metal es importante con respecto a la soldadura.
La fusibilidad de un metal está relacionada con su punto de fusión, la temperatura a la que el metal pasa de un estado sólido a un estado fundido.
Las sustancias puras tienen un punto de fusión agudo y pasan de un estado sólido a un líquido sin un cambio de temperatura.
Durante este proceso, sin embargo, se produce una absorción de calor durante la fusión y una liberación de calor durante la congelación.
La absorción o liberación de energía térmica cuando una sustancia cambia de estado se denomina su calor latente.
El mercurio es el único metal común que se encuentra en estado fundido a la temperatura ambiente normal. Los metales que tienen bajas temperaturas de fusión pueden soldarse con fuentes de calor de menor temperatura. Los procesos de soldadura y soldadura fuerte utilizan metales de baja temperatura para unir metales que tienen temperaturas de fusión más altas.
Punto de ebullición
El punto de ebullición también es un factor importante en la soldadura.
El punto de ebullición es la temperatura a la que el metal pasa del estado líquido al estado de vapor. Algunos metales, cuando se exponen al calor de un arco, se vaporizan.
Conductividad
La conductividad térmica y eléctrica se relaciona con la capacidad del metal para conducir o transferir el calor y la electricidad.
- Conductividad térmica: la capacidad de un metal para transmitir el calor a través de su masa, es de vital importancia en la soldadura, ya que un metal puede transmitir el calor de la zona de soldadura mucho más rápidamente que otro. La conductividad térmica de un metal indica la necesidad de precalentamiento y el tamaño de la fuente de calor necesaria. La conductividad térmica suele estar relacionada con el cobre. El cobre tiene la mayor conductividad térmica de los metales comunes, sólo superada por la plata. El aluminio tiene aproximadamente la mitad de la conductividad térmica del cobre, y los aceros tienen aproximadamente una décima parte de la conductividad del cobre. La conductividad térmica se mide en calorías por centímetro cuadrado por segundo y por grado Celsius.
- Conductividad eléctrica: es la capacidad del metal para conducir una corriente eléctrica. La medida de la conductividad eléctrica viene dada por la capacidad de un metal para conducir el paso de la corriente eléctrica. Su opuesto es la resistividad, que se mide en micro-ohmios por centímetro cúbico a una temperatura normalizada, normalmente 20°C. La conductividad eléctrica suele considerarse en porcentaje y se relaciona con el cobre o la plata. La temperatura desempeña un papel importante en esta propiedad. A medida que aumenta la temperatura de un metal, su conductividad disminuye. Esta propiedad es particularmente importante para la soldadura por resistencia y para los circuitos eléctricos.
Coeficiente de expansión térmica lineal
Con pocas excepciones, los sólidos se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. El coeficiente de expansión térmica lineal es una medida del aumento lineal por unidad de longitud en función del cambio de temperatura del metal.
La expansión es el aumento de la dimensión de un metal causado por el calor. La expansión de un metal en dirección longitudinal se conoce como expansión lineal. El coeficiente de dilatación lineal se expresa como la expansión lineal por unidad de longitud para un grado de aumento de temperatura. Cuando los metales aumentan de tamaño, no sólo aumentan en longitud, sino también en anchura y grosor. Esto se llama expansión volumétrica.
El coeficiente de expansión lineal y volumétrica varía en un amplio rango para los diferentes metales. El aluminio tiene el mayor coeficiente de expansión, expandiéndose casi el doble que el acero para el mismo cambio de temperatura. Esto es importante para la soldadura con respecto al alabeo, el control de la deformación y la fijación, y para soldar juntos metales diferentes.
Resistencia a la corrosión
La resistencia a la corrosión es la resistencia al desgaste por el aire, la humedad u otros agentes. c. Propiedades mecánicas.
Las propiedades mecánicas de los metales determinan el rango de utilidad del metal y establecen el servicio necesario.