Tipos de llamas utilizadas en el proceso de soldadura oxiacetilénica
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Sumario
Tipos de llamas y usos de cada una:
Los tipos de llamas se producen mediante el ajuste de las válvulas de aguja de las antorchas. Estas son:
- Llamas carbonizantes o carburantes: Esto quiere decir que son ricas en acetileno. A la llama carbonizante se le también se le conoce como llama reductora (5700°F-5750°F), (3150°-3180°C).
- Llama neutra o neutral: Esta llama no tiene exceso ni de oxígeno ni de acetileno. En resumen, la combustión del acetileno es completa o queda oxígeno (5850°F-5900°F (3232°-3260°C).
- Llama oxidante: Esta llama es rica en oxígeno. Luego de quemarse completamente el acetileno, quedará algo de oxígeno (6300°F), (3480°C)
A pesar de que cada tipo de llama tiene un uso especifico en soldadura, no todas son adecuadas para todos los tipos de soldadura.
Para comprender de forma básica las llamas y los efectos sobre la soldadura empezaremos por determinar que efecto produce cada llama sobre acero de bajo contenido de carbono (acero dulce). Elegimos acero de bajo carbono para esta comparación por que:
- El acero dulce es el metal soldable más común hoy en día. Por tanto, será el más fácil de obtener y es muy probable que represente un alto por ciento de las piezas trabajar de los soldadores.
- Con un cambio de llama durante la soldadura de acero dulce se muestra rápidamente las reacciones que crea en el baño, ayudando a ejercer un control estricto de los ajustes de la llama.
- Debido a que el acero está compuesto básicamente de hierro y carbono, y que el contenido de carbono en el acero afecta radicalmente las propiedades fisicas, es imprescindible controlar la llama, que en el caso de la llama carburante añadiría más carbono al metal depositado, o en el caso de una llama oxidante, tiene la capacidad de quemar el carbono del baño o para ese caso el hierro como tal.
Debido a que se utilizan varios tamaños de boquilla en la soldadura y que puede obtenerse un variado número de llamas neutrales con cada boquilla, teniendo cada una lengüetas y conos de diferentes longitudes en fracciones de pulgada, entonces se entiende fácilmente que la longitud de la lengüeta o el cono medido en fracciones de pulgada no ofrecería una idea exacta de la cantidad de carbono presente. Por tanto la comparación se realiza con relación a la longitud del cono neutral, independientemente del tamaño de la boquilla. Este método de comparación se conoce como sistema “X” de llamas carbonizantes. Por tanto, en una llama 2X la lengüeta y el cono son de igual longitud. Con una llama 3X la lengüeta es dos veces la longitud del cono neutral, y con una llama 1 l/8X, la lengüeta es 1/8 del tamaño del cono neutral.
Efectos de añadir carbono al acero:
- Aumento de la resistencia a la tracción hasta un máximo de 0.83% de carbono. Más allá de este punto, la adición de carbono provocaría un rápido descenso de la resistencia a la tracción.
- Disminución de la ductilidad y de la resistencia al impacto del material a medida que se aumenta el contenido de carbono.
Donde se ha quemado el carbono del acero mediante una llama oxidante, se producirían los siguientes efectos.
- La resistencia a la tracción disminuiría.
- Si la oxidación es lo suficientemente fuerte como para provocar inclusiones de óxido o gas, la ductilidad y la resistencia al impacto disminuirían.
Llama carbonizante o carburante:
La llama carbonizante es rica en acetileno. Esta se muestra como una lengüeta al final del cono. El tamaño de la lengüeta indica el exceso de acetileno en la llama. El exceso de acetileno a su vez produce exceso de carbono en la llama y de ahí el nombre de llama carbonizante.
Debido a que se utilizan varios tamaños de boquilla en la soldadura y que puede obtenerse un variado número de llamas neutrales con cada boquilla, teniendo cada una lengüetas y conos de diferentes longitudes en fracciones de pulgada, entonces se entiende fácilmente que la longitud de la lengüeta o el cono medido en fracciones de pulgada no ofrecería una idea exacta de la cantidad de carbono presente.
Por tanto la comparación se realiza con relación a la longitud del cono neutral, independientemente del tamaño de la boquilla. Este método de comparación se conoce como sistema “X” de llamas carbonizantes. Por tanto, en una llama 2X la lengüeta y el cono son de igual longitud. Con una llama 3X la lengüeta es dos veces la longitud del cono neutral, y con una llama 1 l/8X, la lengüeta es 1/8 del tamaño del cono neutral.
Reacciones de la llama carbonizante sobre el acero dulce
Una llama carbonizante añade carbono al depósito y al metal que lo rodea, aumentado el contenido de carbono. En cantidades razonables, esto tiende a aumentar la resistencia a la tracción de esta área, pero trae como consecuencia una pérdida de la ductilidad y de la resistencia al impacto.
La soldadura, al enfriarse, variará en color de oscura y brillante con una lengüeta pequeña, a opaca y escamosa con una lengüeta grande. No habrá decoloración en los márgenes de la soldadura.
Reacciones visibles en el baño: La primera señal de exceso de carbono sería un borde oscuro y neblinoso en el baño. Esto viene acompañado de un burbujeo en el baño, similar a la avena hirviendo. En casos extremos ocurren chispas rojas y se hace difícil el control del cordón de soldadura.
Uso de la llama carbonizante:
- Soldadura por fusión de los aceros aleados o de aceros dulces utilizando varillas de aporte de alta resistencia y baja aleación (1 l/8X).
- Soldadura por fusión de aceros de medio y alto contenido de carbono (generalmente para reparaciones solamente, no recomendada para la fabricación).
- Revestimiento con metal duro (2 —3X).
- Soldadura fuerte con aluminio (2 — 3X).
- Soldadura fuerte con plata (2 — 3X).
Llama neutral:
Una llama neutral ocurre en un punto cuando la lengüeta desaparece. (y no más). También puede describirse como el cono de mayor longitud y limpieza permaneciendo constante la cantidad de acetileno utilizada.
Reacciones de una llama neutral sobre el acero dulce:
Como lo indica la palabra neutral, no hay exceso de oxígeno ni de acetileno en la llama. Por tanto, una llama neutral no añade nada al depósito, ni tampoco toma nada.
Cuando el baño es limpio, la soldadura es fuerte y dúctil. La resistencia a la tracción es buena. Debe haber poca o ninguna decoloración marginal en los bordes de la soldadura.
Reacciones visibles en el baño: Con una llama neutral el baño es claro, estable, silenciosa y como pulida. La definición del baño (contorno) es clara. Durante la soldadura debe haber poca o ninguna incandescencia marginal. El chisporreteo no será excesivo si el material está limpio y la aplicación del calor y la varilla se realizan de forma correcta.
Usos de la llama neutral:
- Soldadura por fusión de aceros de bajo contenido de carbono.
- Soldadura por fusión del aluminio.
- Soldadura por fusión del hierro fundido.
- Soldadura fuerte de los aceros.
- Soldadura fuerte del cobre y sus aleaciones.
- Corte con llama.
- Calentamiento.
Llama oxidante:
Cualquier llama con un contenido de oxígeno superior al de una llama neutral es una llama oxidante. Donde se añade más oxígeno que una llama neutra, el cono se hace más corto, agudo y de un azul más pálido. La envolvente también se acorta.
Debido a que una llama oxidante no tiene la variedad de usos comunes de los otros tipos de llama, generalmente se designa como una llama ligeramente oxidante o fuertemente oxidante según sea necesaria para el trabajo.
Reacciones de una llama oxidante sobre el acero dulce:
El exceso de oxígeno en la llama primero ataca el carbono del acero, quemándolo. Luego ataca al hierro como tal, quemándolo y dejando soldaduras parecidas a escorias de una pobre resistencia a la tracción y de escasa ductilidad, con alta porosidad e inclusiones con alto contenido de óxidos.
Al enfriarse, la soldadura es opaca y los márgenes de la soldadura presentan un borde oscuro y guijarroso.
Reacciones visibles en el baño:La primera señal de exceso de oxígeno es una película nublada sobre la superficie del baño. Esto viene seguido de márgenes incandescentes en los bordes de la soldadura y detrás del cono. Aparecen chispas. En casos severos aparece una espuma blanca acompañada por un sonido de algo quemándose (similar a cuando se quema madera).
Usos de una llama oxidante:
- Soldadura por fusión de latón y bronce (ligeramente oxidante).
- Soldadura fuerte de cobre e hierro galvanizado (ligeramente oxidante).
- Quemado de las superficies de recubrimiento sobre hierro fundido, preparatorio para la soldadura fuerte (ligeramente oxidante).
- Soldadura fuerte de hierro fundido y hierro fundido maleable.
Fuentes:
- NAIT CoursePack 1090: Soldadura para aprendices. Primer año. 1997.
- Monografías.com
--Trinidad5_jc 17:06 23 dic 2010 (CST)
