¿Cuál es el proceso de soldadura?
Proceso de soldadura
Existen más de 40 tipos de métodos de soldadura de metales, que se dividen principalmente en tres categorías: soldadura por fusión, soldadura a presión y soldadura fuerte.
La soldadura por fusión es un método en el que la interfaz de la pieza de trabajo se calienta hasta un estado fundido durante el proceso de soldadura y la soldadura se completa sin aplicar presión. Durante la soldadura, la fuente de calor calienta y funde rápidamente la interfaz entre las dos piezas a soldar, formando un charco fundido. El baño fundido avanza con la fuente de calor y, después de enfriarse, se forma una soldadura continua para conectar las dos piezas de trabajo en un solo cuerpo.
Durante el proceso de soldadura, si la atmósfera está en contacto directo con el baño fundido de alta temperatura, el oxígeno de la atmósfera oxidará el metal y varios elementos de aleación. El nitrógeno, el vapor de agua, etc. de la atmósfera ingresan al baño fundido y también formarán defectos como poros, inclusiones de escoria y grietas en la soldadura durante el proceso de enfriamiento posterior, deteriorando la calidad y el rendimiento de la soldadura.
Para mejorar la calidad de la soldadura se han desarrollado diversos métodos de protección. Por ejemplo, la soldadura por arco con protección de gas utiliza argón, dióxido de carbono y otros gases para aislar la atmósfera y proteger el arco y la tasa del charco fundido durante la soldadura. Otro ejemplo es cuando se suelda acero, se agrega al electrodo polvo de ferrotitanio con una alta afinidad por el oxígeno; revestimiento para desoxidación que puede proteger elementos beneficiosos como el manganeso y el silicio en la varilla de soldadura de la oxidación y la entrada al baño fundido, y obtener soldaduras de alta calidad después del enfriamiento.
La soldadura a presión consiste en conseguir la unión interatómica entre dos piezas de trabajo en estado sólido en condiciones presurizadas, también conocida como soldadura en estado sólido. El proceso de soldadura a presión comúnmente utilizado es la soldadura a tope por resistencia. Cuando la corriente pasa a través del extremo de conexión de dos piezas de trabajo, la temperatura aumenta debido a la gran resistencia. Cuando se calienta a un estado plástico, la conexión se vuelve una bajo la acción de la presión axial.
La característica común de varios métodos de soldadura por presión es que se aplica presión durante el proceso de soldadura sin añadir material de relleno. La mayoría de los métodos de soldadura a presión, como la soldadura por difusión, la soldadura de alta frecuencia, la soldadura a presión en frío, etc., no tienen un proceso de fusión, por lo que no hay problemas como la quema de elementos de aleación beneficiosos y la intrusión de elementos dañinos en la soldadura como la soldadura por fusión, por lo que simplificando el proceso de soldadura y también mejorando las condiciones de seguridad e higiene de la soldadura. Al mismo tiempo, debido a que la temperatura de calentamiento es menor que la de la soldadura por fusión y el tiempo de calentamiento es más corto, la zona afectada por el calor es más pequeña. Muchos materiales que son difíciles de soldar mediante soldadura por fusión a menudo se pueden soldar mediante soldadura a presión para formar uniones de alta calidad con la misma resistencia que el metal base.
La soldadura fuerte consiste en utilizar un material metálico con un punto de fusión más bajo que la pieza de trabajo como metal de aportación. La pieza de trabajo y el metal de aportación se calientan a una temperatura superior al punto de fusión del metal de aportación e inferior a la del metal de aportación. el punto de fusión de la pieza de trabajo. El metal de aportación líquido se utiliza para humedecer la pieza de trabajo. Un método para llenar el espacio de la interfaz y lograr la interdifusión de átomos con la pieza de trabajo para lograr la soldadura.
La costura que se forma durante la soldadura que une dos cuerpos conectados se llama soldadura. Los dos lados de la soldadura se verán afectados por el calor de soldadura durante la soldadura, provocando cambios en la estructura y las propiedades. Esta área se denomina zona afectada por el calor. Durante la soldadura, debido a los diferentes materiales de la pieza de trabajo, materiales de soldadura, corriente de soldadura, etc., puede producirse sobrecalentamiento, fragilización, endurecimiento o ablandamiento en la zona de soldadura y afectada por el calor después de la soldadura, lo que también reducirá el rendimiento de la soldadura y empeorará el soldabilidad. Esto requiere ajustar las condiciones de soldadura. El precalentamiento de la interfaz de la pieza soldada antes de soldar, el aislamiento durante la soldadura y el tratamiento térmico posterior a la soldadura pueden mejorar la calidad de la soldadura.
Además, la soldadura es un proceso local rápido de calentamiento y enfriamiento. El área de soldadura no puede expandirse ni contraerse libremente debido a las limitaciones del cuerpo de la pieza de trabajo circundante. Después del enfriamiento, se producirán tensiones de soldadura y deformación en la pieza soldada. . Después de soldar, los productos importantes deben eliminar la tensión de soldadura y corregir la deformación de la soldadura.
La tecnología de soldadura moderna ya puede realizar soldaduras sin defectos internos o externos y con propiedades mecánicas iguales o incluso superiores a las de los objetos conectados. Las posiciones mutuas de los cuerpos soldados en el espacio se denominan uniones soldadas. Además de verse afectada por la calidad de la soldadura, la resistencia de la unión también está relacionada con su geometría, tamaño, tensión y condiciones de trabajo. Las formas básicas de juntas incluyen juntas a tope, juntas traslapadas, juntas en T (juntas ortogonales) y juntas de esquina.
La forma de la sección transversal de la soldadura de junta a tope está determinada por el espesor del cuerpo soldado antes de soldar y la forma de la ranura de los dos bordes de unión. Al soldar placas de acero más gruesas, se realizan varias formas de ranuras en el borde de la junta para la penetración de la soldadura, de modo que la varilla o el alambre de soldadura puedan alimentarse más fácilmente. Las formas de ranura incluyen ranuras de soldadura de un solo lado y ranuras de soldadura de doble cara. Al seleccionar la forma de la ranura, además de garantizar la penetración de la soldadura, también se deben considerar factores como la facilidad de soldadura, la pequeña cantidad de metal de aportación, la pequeña deformación de la soldadura y los bajos costos de procesamiento de la ranura.
Cuando dos placas de acero con diferentes espesores se unen a tope, para evitar una concentración severa de tensión causada por cambios bruscos en la sección transversal, el borde más grueso de la placa a menudo se adelgaza gradualmente hasta que los dos bordes unidos estén de igual espesor. La resistencia estática y la resistencia a la fatiga de las juntas a tope son mayores que las de otras juntas. Para conexiones que funcionan bajo cargas de impacto alternas o en recipientes de baja temperatura y alta presión, a menudo se prefiere la soldadura de juntas a tope.
La preparación previa a la soldadura de juntas superpuestas es simple, fácil de ensamblar y la deformación de la soldadura y la tensión residual son pequeñas, por lo que a menudo se usa para instalar juntas y estructuras sin importancia en sitios de construcción. En general, las juntas traslapadas no son adecuadas para trabajar en condiciones como cargas alternas, medios corrosivos, temperaturas altas o bajas.
El uso de juntas en T y juntas de esquina suele deberse a necesidades estructurales. Las características operativas de las soldaduras de filete incompletas en juntas en T son similares a las de las soldaduras de filete en juntas traslapadas. Cuando la soldadura es perpendicular a la dirección de la fuerza externa, se convierte en una soldadura de filete frontal. En este momento, la forma de la superficie de la soldadura provocará diversos grados de concentración de tensión y la situación de tensión de la soldadura de filete de penetración es similar a la de la fuerza externa. de una junta a tope.
La capacidad de carga de las juntas de esquina es baja y generalmente no se usa sola. Solo se puede mejorar cuando la soldadura es penetrante o cuando hay soldaduras en ángulo tanto en el interior como en el exterior. Esquinas de estructuras cerradas.
Los productos soldados son más ligeros que las piezas remachadas, fundidas y forjadas, lo que puede reducir el peso y ahorrar energía para los vehículos de transporte. La soldadura tiene un buen rendimiento de sellado y es adecuada para fabricar varios tipos de contenedores. Desarrollar tecnología de procesamiento de juntas para combinar la soldadura con la forja y la fundición para producir estructuras soldadas por fundición a gran escala, económicas y razonables y estructuras soldadas forjadas con altos beneficios económicos. El proceso de soldadura puede utilizar materiales de manera efectiva. La estructura soldada puede utilizar materiales con diferentes propiedades en diferentes partes, aprovechando al máximo las fortalezas de varios materiales para lograr economía y alta calidad. La soldadura se ha convertido en un método de procesamiento indispensable y cada vez más importante en la industria moderna.
En el procesamiento de metales moderno, la soldadura se desarrolló más tarde que los procesos de fundición y forja, pero se desarrolló muy rápidamente. El peso de las estructuras soldadas representa aproximadamente el 45% de la producción de acero, y la proporción de estructuras soldadas de aluminio y aleaciones de aluminio también está aumentando.
Para futuros procesos de soldadura, por un lado, se deben desarrollar nuevos métodos de soldadura, equipos de soldadura y materiales de soldadura para mejorar aún más la calidad, seguridad y confiabilidad de la soldadura, como mejorar los arcos existentes, los arcos de plasma y los haces de electrones. y láseres y otras energías de soldadura; utilizar tecnología electrónica y tecnología de control para mejorar el rendimiento del proceso del arco y desarrollar un método de seguimiento del arco confiable y liviano.
Por otro lado, es necesario mejorar el nivel de mecanización y automatización de la soldadura, como realizar control de programas y control digital de las máquinas de soldar; desarrollar máquinas de soldar especiales que automaticen todo el proceso desde el proceso de preparación, soldadura hasta monitoreo de calidad; en líneas de producción de soldadura automática, la promoción y expansión de manipuladores de soldadura CNC y robots de soldadura pueden mejorar los niveles de producción de soldadura y mejorar las condiciones de higiene y seguridad de la soldadura.
La soldadura (de plástico) es un método de fusionar dos o más superficies de productos termoplásticos en un todo utilizando calor y presión u otros métodos.