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: Rosana R
Rosana Romero
omero Ca
Camacho
macho
Se
ÍNDICE:
ÍNDICE:
1.- INTRODUCCIÓN 1.- INTRODUCCIÓN
1.1.-Descripción y
1.1.-Descripción y definicionesdefiniciones 1.2.- Ventajas y
1.2.- Ventajas y limitacioneslimitaciones 2.- TIPOS DE LLAMA
2.- TIPOS DE LLAMA
2.1.- Zonas características de las
2.1.- Zonas características de las llamas.llamas. 2.2.- Propiedades de las llamas.
2.2.- Propiedades de las llamas. 2.3.- Llamas utilizadas. 2.3.- Llamas utilizadas. 2.3.1.- Gases. 2.3.1.- Gases. 2.3.1.1.- Oxígeno. 2.3.1.1.- Oxígeno. 2.3.1.2.- Acetileno. 2.3.1.2.- Acetileno. 2.3.1.3.- Hidrógeno. 2.3.1.3.- Hidrógeno.
2.3.1.4.- Otros gases combustibles. 2.3.1.4.- Otros gases combustibles. 2.3.2.- Llama
2.3.2.- Llama oxígeno-hidrógeoxígeno-hidrógeno.no. 2.3.3.- Llama
2.3.3.- Llama oxígeno-propanoxígeno-propano.o. 3.- LLAMA OXIACETILENICA
3.- LLAMA OXIACETILENICA
3.1.- Combustión del acetileno. 3.1.- Combustión del acetileno.
3.2.- Estudio comparativo del acetileno con otros gases combustibles. 3.2.- Estudio comparativo del acetileno con otros gases combustibles. 3.3.- Diferentes tipos de
3.3.- Diferentes tipos de llama oxiacetilénica.llama oxiacetilénica. 4.- EQUIPOS 4.- EQUIPOS 4.1.- Cilindros de gas. 4.1.- Cilindros de gas. 4.1.1.- Generadores de acetileno. 4.1.1.- Generadores de acetileno.
4.1.1.1.- Generadores de gasificación por
4.1.1.1.- Generadores de gasificación por mezcla.mezcla. 4.1.1.2.- Generadores de gasificación por
4.1.1.2.- Generadores de gasificación por contacto.contacto. 4.1.2.- Impurezas del acetileno.
4.1.2.- Impurezas del acetileno. 4.1.3.- Cilindros de acetileno. 4.1.3.- Cilindros de acetileno. 4.2.- Manorreductores 4.2.- Manorreductores 4.3.- Mangueras. 4.3.- Mangueras. 4.4.- Sopletes. 4.4.- Sopletes.
4.5.- Válvulas antirretroceso de llama 4.5.- Válvulas antirretroceso de llama 4.6.- Varillas de aportación y fundentes 4.6.- Varillas de aportación y fundentes 5.- TÉCNICAS OPERATIVAS
5.- TÉCNICAS OPERATIVAS
5.1.- Soldeo de espesores pequeños. 5.1.- Soldeo de espesores pequeños. 5.2.- Soldeo de espesores medianos y
5.2.- Soldeo de espesores medianos y grandes.grandes. 5.3.- Soldeo de tubos.
5.3.- Soldeo de tubos.
5.4.- Utilización del equipo de soldeo 5.4.- Utilización del equipo de soldeo 5.5.- Técnicas de soldeo 5.5.- Técnicas de soldeo 5.6.- Posiciones de soldeo 5.6.- Posiciones de soldeo 6.- APLICACIONES 6.- APLICACIONES
6.1.- Aplicaciones constructivas genéricas 6.1.- Aplicaciones constructivas genéricas 6.2.- Aplicaciones a materiales
6.2.- Aplicaciones a materiales
6.2.1.- Aceros bajos en carbono y de baja aleación 6.2.1.- Aceros bajos en carbono y de baja aleación 6.2.2.- Aceros altos en carbono, aleados e inoxidables 6.2.2.- Aceros altos en carbono, aleados e inoxidables 6.2.3.- Fundiciones 6.2.3.- Fundiciones 6.2.4.- Cobre y aleaciones 6.2.4.- Cobre y aleaciones 6.2.5.- Aluminio y aleaciones 6.2.5.- Aluminio y aleaciones 7.- PARÁMETROS 7.- PARÁMETROS
8.- DEFECTOS TÍPICOS DE LAS
8.- DEFECTOS TÍPICOS DE LAS SOLDADURASSOLDADURAS
9.- NORMAS PARA LOS MATERIALES DE APORTACION 9.- NORMAS PARA LOS MATERIALES DE APORTACION
9.1.- Normas para la soldadura de aceros al
9.1.- Normas para la soldadura de aceros al carbono y de baja aleación.carbono y de baja aleación. 9.1.1.- Especificaciones de AWS.
9.1.1.- Especificaciones de AWS. 9.1.2.- Especificaciones de BS. 9.1.2.- Especificaciones de BS.
9.2.- Normas para la soldadura de fundiciones. 9.2.- Normas para la soldadura de fundiciones. 10.- SEGURIDAD E HIGIENE 10.- SEGURIDAD E HIGIENE 10.1.- Manejo de equipos. 10.1.- Manejo de equipos. 10.1.1.- Cilindros de gas. 10.1.1.- Cilindros de gas.
10.1.2.- Válvulas reductoras de presión. 10.1.2.- Válvulas reductoras de presión. 10.1.3.- Sopletes.
10.1.3.- Sopletes. 10.1.4.- Mangueras. 10.1.4.- Mangueras.
10.2.- Normas de actuación en caso de incendio. 10.2.- Normas de actuación en caso de incendio.
1.- INTRODUCCIÓN
1.- INTRODUCCIÓN
1.
1.1.
1.- De
- Descrip
scripción
ción y defini
y defini ciones
ciones
El soldeo oxigás es un proceso de soldeo por fusión, puesto que la unión de los materiales se realiza a una El soldeo oxigás es un proceso de soldeo por fusión, puesto que la unión de los materiales se realiza a una temperatura superior a la de fusión de los bordes del metal base y del metal de aportación (cuando este es temperatura superior a la de fusión de los bordes del metal base y del metal de aportación (cuando este es empleado).
empleado).
En este proceso, la f
En este proceso, la fuente de energía calorífica, utilizada para fundir los uente de energía calorífica, utilizada para fundir los materiales, es el calor generado pormateriales, es el calor generado por la reacción química de un gas combustible y un comburente. Esta reacción es fuertemente exotérmica y forma la reacción química de un gas combustible y un comburente. Esta reacción es fuertemente exotérmica y forma una llama, que se dirige, mediante un soplete, a los bordes de las piezas a unir, provocando su fusión y una llama, que se dirige, mediante un soplete, a los bordes de las piezas a unir, provocando su fusión y soldadura.
soldadura.
Para conseguir la combustión, se necesita : Para conseguir la combustión, se necesita :
-- Un gas combustible ( acetileno, propano, gas natural... )Un gas combustible ( acetileno, propano, gas natural... )
-- Un gas comburente ( oxígeno )Un gas comburente ( oxígeno )
Este proceso de soldeo, al ser por fusión, permite obtener una unión metalúrgica adecuada con relativa Este proceso de soldeo, al ser por fusión, permite obtener una unión metalúrgica adecuada con relativa facilidad y una homogeneidad de propiedades satisfactoria, pero al mismo tiempo, y como consecuencia de la facilidad y una homogeneidad de propiedades satisfactoria, pero al mismo tiempo, y como consecuencia de la aportación de calor requerida, puede provocar: pérdida del estado metalúrgico del material, segregaciones aportación de calor requerida, puede provocar: pérdida del estado metalúrgico del material, segregaciones durante el enfriamiento, distorsiones mecánicas, tensiones internas, etc.
durante el enfriamiento, distorsiones mecánicas, tensiones internas, etc.
En el soldeo oxigás, el soldador tiene un considerable control de la temperatura en el baño de fusión, a En el soldeo oxigás, el soldador tiene un considerable control de la temperatura en el baño de fusión, a través de la velocidad de avance y de la velocidad de deposición del metal de aportación, pues las fuentes de través de la velocidad de avance y de la velocidad de deposición del metal de aportación, pues las fuentes de calor y de metal de aportación son independientes (se utilizan varillas metálicas como metal de aportación), lo calor y de metal de aportación son independientes (se utilizan varillas metálicas como metal de aportación), lo cual permite al soldador aplicar el calor de la llama de forma preferente, bien sobre el metal base, bien sobre el cual permite al soldador aplicar el calor de la llama de forma preferente, bien sobre el metal base, bien sobre el metal de aportación.
metal de aportación.
Aunque este proceso ha sido muy desplazado por el soldeo con arco eléctrico, aun tiene algún interés en Aunque este proceso ha sido muy desplazado por el soldeo con arco eléctrico, aun tiene algún interés en campos como la industria del automóvil, aeronáutica, de montaje y los talleres de reparaciones, campos como la industria del automóvil, aeronáutica, de montaje y los talleres de reparaciones, fundamentalmente.
fundamentalmente.
Por este proceso pueden soldarse la mayoría de los metales y aleaciones férreas y no férreas, con la Por este proceso pueden soldarse la mayoría de los metales y aleaciones férreas y no férreas, con la excepción de los metales refractarios (Nb, Ta, Mo y W) y de los activos (Ti, Zr).
excepción de los metales refractarios (Nb, Ta, Mo y W) y de los activos (Ti, Zr).
En cuanto a la protección del baño de fusión, la realizan los propios gases de la llama, aunque en algún En cuanto a la protección del baño de fusión, la realizan los propios gases de la llama, aunque en algún caso es necesario recurrir al
caso es necesario recurrir al empleo de desoxidantes.empleo de desoxidantes. Los diferentes nombres que se le dan a este
Los diferentes nombres que se le dan a este proceso son :proceso son :
-- 31, soldeo oxigás ( UNE – EN ISO 4063 )31, soldeo oxigás ( UNE – EN ISO 4063 )
-- OFW, Oxy – fuel gas welding ( ANSI / AWS A3.0 )OFW, Oxy – fuel gas welding ( ANSI / AWS A3.0 )
Si se utiliza acetileno como gas combustible el proceso se
1.2.- Ventajas y limitaciones
1.2.- Ventajas y limitaciones
Ventajas Ventajas
-- El soldador tiene control sobre la fuente de calor y sobre la temperatura de forma independiente delEl soldador tiene control sobre la fuente de calor y sobre la temperatura de forma independiente del
control sobre el metal de
control sobre el metal de aportación.aportación.
-- El equipo de soldeo necesario es El equipo de soldeo necesario es de bajo coste, normalmente portátil y de bajo coste, normalmente portátil y muy versátil ya que se muy versátil ya que se puedepuede
utilizar para otras operaciones relacionadas con el soldeo, como oxicorte, pre y postcalentamiento, utilizar para otras operaciones relacionadas con el soldeo, como oxicorte, pre y postcalentamiento, enderezado, doblado, recargue, soldeo fuerte y cobresoldeo, con sólo cambiar o añadir algún enderezado, doblado, recargue, soldeo fuerte y cobresoldeo, con sólo cambiar o añadir algún accesorio.
accesorio. Limitaciones Limitaciones
-- Se producen grandes deformaciones y grandes tensiones internas causadas por el elevado aporteSe producen grandes deformaciones y grandes tensiones internas causadas por el elevado aporte
térmico debido a la baja velocidad de soldeo. térmico debido a la baja velocidad de soldeo.
-- El proceso es El proceso es lento, de baja productividad y lento, de baja productividad y destinado a espesores pequeños exclusivamente, ya quedestinado a espesores pequeños exclusivamente, ya que
aunque se puede realizar el soldeo de grandes espesores resulta más económico para éstos el aunque se puede realizar el soldeo de grandes espesores resulta más económico para éstos el soldeo por arco eléctrico.
soldeo por arco eléctrico.
2.- TIPOS DE LLAMA
2.- TIPOS DE LLAMA
La llama de soldar se obtiene, como ya se comentó, mediante la combustión de una mezcla de gas La llama de soldar se obtiene, como ya se comentó, mediante la combustión de una mezcla de gas combustible y gas comburente (oxígeno). Esta combustión puede ser completa o incompleta, según que la combustible y gas comburente (oxígeno). Esta combustión puede ser completa o incompleta, según que la cantidad de oxígeno suministrada sea suficiente o no. Si la combustión es incompleta existirán en la llama cantidad de oxígeno suministrada sea suficiente o no. Si la combustión es incompleta existirán en la llama gases sin quemar, que tenderán a absorber oxígeno del aire, constituyendo una llama reductora o carburante. gases sin quemar, que tenderán a absorber oxígeno del aire, constituyendo una llama reductora o carburante. Si por el contrario la combustión es completa, la llama será oxidante, si existe exceso de oxígeno, o neutra si Si por el contrario la combustión es completa, la llama será oxidante, si existe exceso de oxígeno, o neutra si la proporción de oxígeno es la justa para
la proporción de oxígeno es la justa para provocar la combustión del gas.provocar la combustión del gas.
2.1
2.1. Zonas característ
. Zonas característ icas d
icas de las llamas.
e las llamas.
Las zonas características de la llama oxiacetilénica pueden observarse en la figura 1 mostrada a Las zonas características de la llama oxiacetilénica pueden observarse en la figura 1 mostrada a continuación, y son :
continuación, y son :
-- Cono o dardoCono o dardo
-- Zona de trabajo o de soldeoZona de trabajo o de soldeo
Zona de Zona de trabajo trabajo Cono o dardo Cono o dardo Boquilla Boquilla Pencacho Pencacho Oxígeno de la Oxígeno de la atmósfera atmósfera 2 a 5 mm 2 a 5 mm 1200ºC 1200ºC 3200ºC 3200ºC Temperatura Temperatura FIGURA FIGURA11
ZONAS CARACTERÍSTICAS DE LA LLAMA OXIACETILÉNICA ZONAS CARACTERÍSTICAS DE LA LLAMA OXIACETILÉNICA
El
El cono o dardocono o dardo es la señal más característica de la llama, es de color blanco deslumbrante y su es la señal más característica de la llama, es de color blanco deslumbrante y su contorno está claramente delimitado. Es donde se produce la combustión primaria del acetileno con el contorno está claramente delimitado. Es donde se produce la combustión primaria del acetileno con el oxígeno.
oxígeno.
Delante del cono yace la zona más importante de toda la llama, que, desgraciadamente, no puede Delante del cono yace la zona más importante de toda la llama, que, desgraciadamente, no puede reconocerse ópticamente y se ha señalado con línea de trazos, es la llamada
reconocerse ópticamente y se ha señalado con línea de trazos, es la llamada zona de soldeo o zona dezona de soldeo o zona de trabajo
trabajo. Es la zona de máxima temperatura y es aquí donde se realiza el soldeo de la pieza, en esta zona. Es la zona de máxima temperatura y es aquí donde se realiza el soldeo de la pieza, en esta zona es de importancia, por consiguiente , dejar entre la punta del cono y la superficie del baño de fusión una es de importancia, por consiguiente , dejar entre la punta del cono y la superficie del baño de fusión una distancia que varía entre 2 y 5 mm dependiendo del tamaño de la llama y por tanto del soplete.
distancia que varía entre 2 y 5 mm dependiendo del tamaño de la llama y por tanto del soplete. En
En el pencachoel pencacho se produce la se produce la combustión, con el oxígeno del aire, de todos los combustión, con el oxígeno del aire, de todos los productos que no se hanproductos que no se han quemado anteriormen
quemado anteriormente. De esta te. De esta forma se impide que el forma se impide que el oxígeno del aire entre en contacto con oxígeno del aire entre en contacto con los metaleslos metales a unir, constituyendo una capa protectora que evita
2.2
2.2.- Propiedades de l
.- Propiedades de l as llamas.
as llamas.
Las llamas, provocadas por la combustión de un gas, para su utilización en soldadura deben poseer una Las llamas, provocadas por la combustión de un gas, para su utilización en soldadura deben poseer una serie de propiedades, que dependen del gas combustible utilizado.
serie de propiedades, que dependen del gas combustible utilizado. Estas propiedades son:
Estas propiedades son: a) Térmicas.
a) Térmicas.
La temperatura alcanzada, lógicamente, debe ser suficiente para fundir el material a soldar, además la La temperatura alcanzada, lógicamente, debe ser suficiente para fundir el material a soldar, además la localización y focalización del punto de máxima temperatura mejora la calidad de la llama.
localización y focalización del punto de máxima temperatura mejora la calidad de la llama. b) Químicas.
b) Químicas.
Para el soldeo es indispensable evitar oxidaciones y carburaciones, lo que exige poder trabajar en Para el soldeo es indispensable evitar oxidaciones y carburaciones, lo que exige poder trabajar en condiciones neutras o reductoras.
condiciones neutras o reductoras. c) Tecnológicas.
c) Tecnológicas. Son las siguientes :
Son las siguientes : rigidez, que depende de la velorigidez, que depende de la velocidad combustión, y flexibilidacidad combustión, y flexibilidad, que depende de lod, que depende de loss límites de inflamabilidad de la
límites de inflamabilidad de la mezcla gaseosa.mezcla gaseosa. d) Económicas.
d) Económicas.
Son función de la velocidad de ejecución, que depende de la temperatura alcanzada por la llama, y del Son función de la velocidad de ejecución, que depende de la temperatura alcanzada por la llama, y del poder de combustión, que delimita la
poder de combustión, que delimita la cantidad de combustible y oxígeno preciso.cantidad de combustible y oxígeno preciso.
2.3
2.3. Llamas uti
. Llamas uti lizadas.
lizadas.
Los diferentes tipos de
Los diferentes tipos de llamas, utilizadas en soldadura, vienen determinadas por llamas, utilizadas en soldadura, vienen determinadas por los gases empleados.los gases empleados. Como gas comburente se utiliza el oxígeno, por lo que el gas combustible es el que marca las propiedades Como gas comburente se utiliza el oxígeno, por lo que el gas combustible es el que marca las propiedades y aplicaciones de las llamas.
y aplicaciones de las llamas.
De los gases combustibles empleados, el más importante es, sin duda, el acetileno por dar las mejores De los gases combustibles empleados, el más importante es, sin duda, el acetileno por dar las mejores propiedades, aunque también puede utilizarse hidrógeno o hidrocarburos, como el propano.
propiedades, aunque también puede utilizarse hidrógeno o hidrocarburos, como el propano. 2.3.1. Gases
2.3.1. Gases
2.3.1.1. Oxígeno. 2.3.1.1. Oxígeno.
El oxígeno es un gas inodoro, insípido, incoloro y no venenoso. Es el gas que se utiliza como comburente, El oxígeno es un gas inodoro, insípido, incoloro y no venenoso. Es el gas que se utiliza como comburente, puesto que facilita e intensifica la combustión de los gases combustibles al mezclarse
puesto que facilita e intensifica la combustión de los gases combustibles al mezclarse con ellos.con ellos. Se obtiene por desdoblamiento del aire licuado y es 1.105 veces más pesado que el aire. Se obtiene por desdoblamiento del aire licuado y es 1.105 veces más pesado que el aire.
Se utiliza oxígeno como gas comburente en vez de aire, porque las temperaturas alcanzadas en la Se utiliza oxígeno como gas comburente en vez de aire, porque las temperaturas alcanzadas en la combustión con este gas son mayores. En función del gas combustible empleado, el oxígeno proporciona de combustión con este gas son mayores. En función del gas combustible empleado, el oxígeno proporciona de
800 a 1000ºC más que el aire de la atmósfera, puesto que el nitrógeno presente en el aire (78%) disminuye la 800 a 1000ºC más que el aire de la atmósfera, puesto que el nitrógeno presente en el aire (78%) disminuye la temperatura, al no ser un gas combustible.
temperatura, al no ser un gas combustible. 2.3.1.2. Acetileno.
2.3.1.2. Acetileno. Es un hidrocarburo (C
Es un hidrocarburo (C22HH22) y es ) y es el principal gas combustible utilizado en soldadura.el principal gas combustible utilizado en soldadura.
Es un gas incoloro, de olor característico, que se obtiene por reacción química del carburo de calcio y del Es un gas incoloro, de olor característico, que se obtiene por reacción química del carburo de calcio y del agua.
agua.
CaC
CaC22 + + 2 H2 H22O --- Ca(OH)O --- Ca(OH)22 + + CC22HH22
64%
64% peso peso 36% 36% peso peso 74% 74% peso peso 26% 26% pesopeso
El carburo cálcico se obtiene por fusión de una mezcla de óxido de calcio, proveniente de la El carburo cálcico se obtiene por fusión de una mezcla de óxido de calcio, proveniente de la descomposición de carbonato cálcico, y
descomposición de carbonato cálcico, y carbón.carbón. CaCO
CaCO33 --- CaO + CO --- CaO + CO22
CaO
CaO + + 3C 3C --- --- CaCCaC22 + CO + CO
El acetileno es un gas que no puede comprimirse a presiones elevadas, por peligro de explosión. Por tal El acetileno es un gas que no puede comprimirse a presiones elevadas, por peligro de explosión. Por tal motivo, con objeto de poder embotellar sin peligro mayores cantidades, los cilindros de acetileno llevan en su motivo, con objeto de poder embotellar sin peligro mayores cantidades, los cilindros de acetileno llevan en su interior una masa porosa embebida en acetona que tiene la propiedad de disolver fácilmente gran cantidad de interior una masa porosa embebida en acetona que tiene la propiedad de disolver fácilmente gran cantidad de este gas.
este gas.
2.3.1.3.- Hidrógeno 2.3.1.3.- Hidrógeno
Es un gas inodoro, insípido, incoloro y no venenoso. Es un gas inodoro, insípido, incoloro y no venenoso.
Es un gas combustible que arde proporcionando una llama de color azul pálido. Es un gas combustible que arde proporcionando una llama de color azul pálido. Se obtiene por descomposición del agua, por electrolisis y, más c
Se obtiene por descomposición del agua, por electrolisis y, más comúnmenteomúnmente, por refrigeración y presión., por refrigeración y presión. 2.3.1.4.- Otros gases combustibles.
2.3.1.4.- Otros gases combustibles.
Son gases derivados del petróleo, como propano, butano, metano, hexano, etc. De todos ellos, solo el Son gases derivados del petróleo, como propano, butano, metano, hexano, etc. De todos ellos, solo el propano puede considerarse que tiene alguna aplicación en soldadura.
propano puede considerarse que tiene alguna aplicación en soldadura. 2.3
2.3.2..2.- Ll- Ll ama oxígeno-hidama oxígeno-hid rógeno.rógeno.
La combustión del hidrógeno se efectúa
La combustión del hidrógeno se efectúa según la siguiente ecuación:según la siguiente ecuación: 2H
2H22 + O + O22 --- 2H --- 2H22OO
Esta llama carece del dardo o cono bien perfilado, por
Esta llama carece del dardo o cono bien perfilado, por lo que no puede regularse visualmente.lo que no puede regularse visualmente.
Aunque la combustión completa de dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno debería proporcionar, Aunque la combustión completa de dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno debería proporcionar, teóricamente, una temperatura de unos 3500ºC, en la práctica ocurre que el vapor de agua no es estable a teóricamente, una temperatura de unos 3500ºC, en la práctica ocurre que el vapor de agua no es estable a
disminuir la temperatura y, al mismo tiempo, para evitar la acción oxidante del oxígeno producido, debe disminuir la temperatura y, al mismo tiempo, para evitar la acción oxidante del oxígeno producido, debe proporcionarse un exceso de hidrógeno.
proporcionarse un exceso de hidrógeno.
Debido a lo indicado, la proporción práctica es de cuatro volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, Debido a lo indicado, la proporción práctica es de cuatro volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, obteniéndose una temperatura de unos
obteniéndose una temperatura de unos 2100ºC.2100ºC.
Esta llama se utiliza para soldeo de aleaciones de no muy alta temperatura de fusión y para soldeo fuerte o Esta llama se utiliza para soldeo de aleaciones de no muy alta temperatura de fusión y para soldeo fuerte o "brazing".
"brazing". 2.3
2.3.3. Llama o.3. Llama o xígeno-propano.xígeno-propano. En la combustión de
En la combustión de este gas se este gas se obtiene aproximadamenobtiene aproximadamente una temperatura de 2780ºC.te una temperatura de 2780ºC. Se utiliza para corte de metales y
Se utiliza para corte de metales y para soldadura de metales blandos.para soldadura de metales blandos.
Presenta como ventaja que es más barato que el acetileno y como inconveniente que es más lento, que la Presenta como ventaja que es más barato que el acetileno y como inconveniente que es más lento, que la mezcla oxiacetilénica, para cortar
mezcla oxiacetilénica, para cortar y que solamente pueden soldarse metales blandos.y que solamente pueden soldarse metales blandos. La reacción de combustión es:
La reacción de combustión es:
C
C33H8 + 5OH8 + 5O22 --- 3CO --- 3CO22 + 4H + 4H22OO
3.- LLAMA OXIACETILENICA
3.- LLAMA OXIACETILENICA
La llama oxiacetilénica es la más importante y la
La llama oxiacetilénica es la más importante y la de mayor aplicación industrial.de mayor aplicación industrial. El motivo de su amplia utilización es:
El motivo de su amplia utilización es:
•
• proporciona una temperatura máxima de 3100ºCproporciona una temperatura máxima de 3100ºC •
• la composición de los productos de la llama corresponde a unas propiedades típicamente reductoras.la composición de los productos de la llama corresponde a unas propiedades típicamente reductoras. •
• presenta suficiente flexibilidad y es fácilmente regulable, ya sea con exceso de oxígeno o de acetileno,presenta suficiente flexibilidad y es fácilmente regulable, ya sea con exceso de oxígeno o de acetileno,
en función de los metales a unir. en función de los metales a unir.
•
• no es un producto derivado del petróleo y, por tanto, no está sujeto a oscilaciones de producción yno es un producto derivado del petróleo y, por tanto, no está sujeto a oscilaciones de producción y
precios. precios.
3.1.- Combustión del acetileno.
3.1.- Combustión del acetileno.
La combustión completa del acetileno se
La combustión completa del acetileno se realiza según la siguiente ecuación química:realiza según la siguiente ecuación química: 2 C
2 C22HH22 + 5O + 5O22 --- 4CO --- 4CO22 + 2H + 2H22OO
Esta combustión se realiza en dos fases. Esta combustión se realiza en dos fases.
La primera se realiza a la salida del soplete, en el cono o dardo de la llama, y utiliza el oxígeno suministrado La primera se realiza a la salida del soplete, en el cono o dardo de la llama, y utiliza el oxígeno suministrado por la botella. La reacción química es la siguiente:
por la botella. La reacción química es la siguiente: C
En la segunda fase se produce el quemado de los productos de la combustión incompleta inicial. Las En la segunda fase se produce el quemado de los productos de la combustión incompleta inicial. Las reacciones químicas son las siguientes:
reacciones químicas son las siguientes:
2CO + O
2CO + O22 --- 2CO --- 2CO22 + 68.000 calorías + 68.000 calorías
2H
2H22 + O + O22 --- 2H --- 2H22O + 58.000 caloríasO + 58.000 calorías
Esta segunda fase utiliza oxígeno del aire y se
Esta segunda fase utiliza oxígeno del aire y se produce en la zona exterior de la llama.produce en la zona exterior de la llama.
3.
3.2.
2.- E
- Estudi
studi o comp
o comp ara
arativo d
tivo d el ace
el acetileno con
tileno con otros
otros gases combusti
gases combusti bles.
bles.
Ya hemos comentado, que el acetileno es el gas combustible más utilizado en soldeo oxigás y las ventajas Ya hemos comentado, que el acetileno es el gas combustible más utilizado en soldeo oxigás y las ventajas que presenta la llama oxiacetilénica. El motivo de este buen comportamiento del acetileno, con respecto a los que presenta la llama oxiacetilénica. El motivo de este buen comportamiento del acetileno, con respecto a los demás gases combustibles, es:
demás gases combustibles, es:
•
• Elevado Elevado porcentaje porcentaje de de carbono carbono en su en su molécula. molécula. Contiene Contiene un un 92,3% 92,3% de de este eeste elemento.lemento. •
• Formación endotérmica del acetileno.Formación endotérmica del acetileno.
2C + H
2C + H22 --- C --- C22HH22 -- 53.200 calorías -- 53.200 calorías •
• Elevada velocidad de ignición.Elevada velocidad de ignición.
En la figura 2 se aprecia el mejor comportamiento del acetileno, en comparación con otros gases En la figura 2 se aprecia el mejor comportamiento del acetileno, en comparación con otros gases combustibles, en lo que se refiere a temperatura de la llama y velocidad de ignición con diferentes combustibles, en lo que se refiere a temperatura de la llama y velocidad de ignición con diferentes proporciones de gas combustible -
3.3.- Diferentes tipos de llama oxiacetilénica
3.3.- Diferentes tipos de llama oxiacetilénica
La llama oxiacetilénica es fácilmente regulable, en el sentido de que permite obtener llamas estables con La llama oxiacetilénica es fácilmente regulable, en el sentido de que permite obtener llamas estables con diferentes proporciones de oxígeno y acetileno.
diferentes proporciones de oxígeno y acetileno.
Lógicamente, diferentes proporciones de gas combustible y de oxígeno producen llamas con diferentes Lógicamente, diferentes proporciones de gas combustible y de oxígeno producen llamas con diferentes propiedades y aplicaciones. En función de esta proporción se pueden distinguir cuatro tipos de llamas :
propiedades y aplicaciones. En función de esta proporción se pueden distinguir cuatro tipos de llamas :
-- Llama de acetileno puroLlama de acetileno puro
-- Llama carburante o reductoraLlama carburante o reductora
-- Llama neutraLlama neutra
-- Llama oxidanteLlama oxidante
Otra de las ventajas de la llama oxiacetilénica , frente a las llamas formadas con otros gases combustibles, Otra de las ventajas de la llama oxiacetilénica , frente a las llamas formadas con otros gases combustibles, es que se puede distinguir visualmente las zonas de la
es que se puede distinguir visualmente las zonas de la llama y tipo de llama que se está utilizando.llama y tipo de llama que se está utilizando.
-- Llama de acetileno puro que se produce cuando se quema acetileno en el aire. Produce una llamaLlama de acetileno puro que se produce cuando se quema acetileno en el aire. Produce una llama
que varía su color de amarillo a rojo naranja, en su parte final, y que provoca la aparición de partículas que varía su color de amarillo a rojo naranja, en su parte final, y que provoca la aparición de partículas de hollín flotando en el aire. No tiene utilidad en soldadura
de hollín flotando en el aire. No tiene utilidad en soldadura
-- Llama carburante que se produce cuando hay un exceso de acetileno. Partiendo de la llama deLlama carburante que se produce cuando hay un exceso de acetileno. Partiendo de la llama de
acetileno puro al aumentar la
acetileno puro al aumentar la proporción de oxígeno, la proporción de oxígeno, la llama empieza a hacerse luminosa, formándosellama empieza a hacerse luminosa, formándose una zona brillante o dardo, seguida del penacho acetilénico de color verde pálido que aparece como una zona brillante o dardo, seguida del penacho acetilénico de color verde pálido que aparece como consecuencia del exceso de acetileno y
consecuencia del exceso de acetileno y desaparece cuando se igualan las proporciones.desaparece cuando se igualan las proporciones. Una forma
Una forma práctica de determinar la cantidad de exceso de acetileno frente al oxígeno epráctica de determinar la cantidad de exceso de acetileno frente al oxígeno existente en unaxistente en una llama carburante, es comparar la longitud del dardo con la del pencacho acetilénico ambos medidos llama carburante, es comparar la longitud del dardo con la del pencacho acetilénico ambos medidos desde la boquilla. Si la llama tiene doble cantidad de acetileno que de oxígeno, la longitud del penacho desde la boquilla. Si la llama tiene doble cantidad de acetileno que de oxígeno, la longitud del penacho acetilénico será el doble que la del dardo.
acetilénico será el doble que la del dardo.
-- Llama neutra que se produce cuando la cantidad de acetileno es aproximadamente igual a la deLlama neutra que se produce cuando la cantidad de acetileno es aproximadamente igual a la de
oxígeno. La forma más fácil de obtener la llama neutra es a partir de una llama con exceso de acetileno oxígeno. La forma más fácil de obtener la llama neutra es a partir de una llama con exceso de acetileno (carburante) fácilmente distinguible por la existencia del pencacho acetilénico, a medida que se (carburante) fácilmente distinguible por la existencia del pencacho acetilénico, a medida que se aumenta la proporción de oxígeno la longitud del penacho acetilénico va disminuyendo hasta que aumenta la proporción de oxígeno la longitud del penacho acetilénico va disminuyendo hasta que desaparece justo en el momento en el que la llama se hace neutra.
desaparece justo en el momento en el que la llama se hace neutra.
-- Llama oxidante que se produce cuando hay un exceso de oxígeno, la llama tiende a estrecharse en laLlama oxidante que se produce cuando hay un exceso de oxígeno, la llama tiende a estrecharse en la
salida de la boquilla del soplete. No debe utilizarse en el soldeo de aceros, soliendo utilizarse, salida de la boquilla del soplete. No debe utilizarse en el soldeo de aceros, soliendo utilizarse, fundamentalmente, para el soldeo de los latones. Con proporción oxígeno / acetileno de 1.75 : 1 se fundamentalmente, para el soldeo de los latones. Con proporción oxígeno / acetileno de 1.75 : 1 se alcanzan temperaturas de 3100 º C.
alcanzan temperaturas de 3100 º C.
En la figura 3 siguiente se representan los diferentes tipos de llamas oxiacetilénicas además de sus En la figura 3 siguiente se representan los diferentes tipos de llamas oxiacetilénicas además de sus aplicaciones comunes.
Apl
Apl icicaciaci onon eses Tipo de
Tipo de llama llama
Aspecto de la llama
Aspecto de la llama Acero Acero Fundiciones Fundiciones Cobre Cobre LatónLatón
Alu Alu mimi nini oo Llama de Llama de acetileno acetileno puro puro No No adecuada adecuada No No adecuada adecuada NoNo adecuada adecuada No No adecuada adecuada No No adecuada adecuada Carburante Carburante con exceso con exceso de acetileno de acetileno No No adecuada adecuada Adecuada No Adecuada No adecuada adecuada No No adecuada adecuada Adecuada Adecuada Neutra Igual Neutra Igual cantidad de cantidad de oxígeno que oxígeno que de acetileno de acetileno Adecuada
Adecuada Aceptable Aceptable Adecuada Adecuada NoNo
adecuada adecuada Aceptable Aceptable Oxidante Oxidante Exceso de Exceso de oxígeno oxígeno No No adecuada adecuada No No adecuada adecuada NoNo adecuada adecuada Adecuada No Adecuada No adecuada adecuada Dardo blanco Dardo blanco intenso intenso Blanco Blanco Anaranjado Anaranjado Penacho acetilénico Penacho acetilénico ligeramente verdoso ligeramente verdoso con borde apenachado con borde apenachado
Dardo blanco Dardo blanco Azulado Azulado Naranja Naranja Sin penacho Sin penacho acetilénico acetilénico Dardo blanco Dardo blanco Azulado naranja Azulado naranja Casi Casi inodoro inodoro Cono dos décimas
Cono dos décimas más corto
más corto
FIGURA FIGURA33
T
TIPOS DE LLAMA OXIACETILÉNICA Y APLICACIONESIPOS DE LLAMA OXIACETILÉNICA Y APLICACIONES
4.- EQUIPOS
4.- EQUIPOS
La principal función de los equipos de soldeo oxigás es suministrar la mezcla de gases combustible y La principal función de los equipos de soldeo oxigás es suministrar la mezcla de gases combustible y comburente a una velocidad, presión y
comburente a una velocidad, presión y proporción adecuadas.proporción adecuadas. La proporción del flujo de
La proporción del flujo de gas afecta a la gas afecta a la temperatura y cantidad de metal fundido y la temperatura y cantidad de metal fundido y la presión y velocidad alpresión y velocidad al manejo del soplete y velocidad de
manejo del soplete y velocidad de calentamiento.calentamiento.
Para conseguir esa mezcla de gases y los parámetros comentados, los elementos importantes en un Para conseguir esa mezcla de gases y los parámetros comentados, los elementos importantes en un sistema oxigás son: cilindros de gas, válvulas reductoras de presión, válvulas de seguridad o antirretroceso, sistema oxigás son: cilindros de gas, válvulas reductoras de presión, válvulas de seguridad o antirretroceso, mangueras y soplete.
FIGURA FIGURA44 Llama de Llama de soldeo soldeo Pieza Pieza Boquilla Boquilla Manguera Manguera para para acetileno acetileno Válvula Válvula antirre-troceso troceso de llama de llama Cilindro de Cilindro de acetileno acetileno Cilindro de Cilindro de oxígeno oxígeno Soplete Soplete Varilla Varilla Manguera para Manguera para oxígeno oxígeno Manorreductor Manorreductor Manorreductor Manorreductor E
EQUIPO DE SOLDEO OXIACETILÉNICOQUIPO DE SOLDEO OXIACETILÉNICO
4.1.- Cilindros de gas
4.1.- Cilindros de gas
En la mayoría de los talleres de soldadura, los gases utilizados en soldeo oxigas están almacenados en En la mayoría de los talleres de soldadura, los gases utilizados en soldeo oxigas están almacenados en botellas o cilindros, si
botellas o cilindros, si bien en grandes industrias el bien en grandes industrias el oxígeno puede ser canalizado desde un tanque criogénico,oxígeno puede ser canalizado desde un tanque criogénico, mediante un vaporizador, o desde una batería de botellas y el acetileno puede ser producido directamente por mediante un vaporizador, o desde una batería de botellas y el acetileno puede ser producido directamente por un generador.
un generador.
Las botellas o cilindros facilitan el transporte y conservación de los gases comprimidos, estando diseñadas Las botellas o cilindros facilitan el transporte y conservación de los gases comprimidos, estando diseñadas para gases específicos y no siendo, por
para gases específicos y no siendo, por tanto, intercambiables.tanto, intercambiables.
Estos cilindros tienen una capacidad que no excede de 150 litros de agua, si bien los talleres de soldadura Estos cilindros tienen una capacidad que no excede de 150 litros de agua, si bien los talleres de soldadura suelen utilizar cilindros de 40 litros como máximo. Dadas las presiones que deben soportar son de acero, suelen utilizar cilindros de 40 litros como máximo. Dadas las presiones que deben soportar son de acero, pudiendo clasificarse en dos tipos:
pudiendo clasificarse en dos tipos: a) D
a) De acero solde acero sold adas:adas:
Aptas para contener gases con una presión de prueba máxima de hasta 60 Kg/cm
Aptas para contener gases con una presión de prueba máxima de hasta 60 Kg/cm22, p.e.: acetileno., p.e.: acetileno. b) De acero sin soldadura:
b) De acero sin soldadura: a)
a) Construidas con acero al carbono para presiones de prueConstruidas con acero al carbono para presiones de prueba máxima de hasta 100 Kg/cmba máxima de hasta 100 Kg/cm22.. b) Construidas con
b) Construidas con aceros aleados aceros aleados (normalmente el (normalmente el cromo-molibdeno) para presiones de cromo-molibdeno) para presiones de pruebaprueba superiores a los 100 Kg/cm
superiores a los 100 Kg/cm22, p.e.: oxígeno, argón., p.e.: oxígeno, argón.
El gas de las botellas puede identificarse por la etiqueta, en la que figura el nombre del gas contenido, y por El gas de las botellas puede identificarse por la etiqueta, en la que figura el nombre del gas contenido, y por un código de colores del cuerpo y de la
GAS CUERPO OJIVA GAS CUERPO OJIVA Oxígeno
Oxígeno Negro Negro BlancaBlanca Acetileno
Acetileno Rojo Rojo MarrónMarrón Nitrógeno
Nitrógeno Negro Negro RojoRojo Hidrógeno
Hidrógeno Rojo Rojo RojoRojo Argón Negro Amarilla Argón Negro Amarilla
En la figura 5 puede observarse la sección de una botella, donde se aprecia que están constituidas por un En la figura 5 puede observarse la sección de una botella, donde se aprecia que están constituidas por un tubo de acero, de 5 a 8 mm de espesor, cerrado por debajo en forma de arco rebajado o esférica y que se tubo de acero, de 5 a 8 mm de espesor, cerrado por debajo en forma de arco rebajado o esférica y que se estrecha por arriba formando un cuello, que va roscado exteriormente para atornillar la
estrecha por arriba formando un cuello, que va roscado exteriormente para atornillar la tapa de protección.tapa de protección.
FIGURA FIGURA55
SECCIÓN DE UNA BOTELLA DE ACERO SECCIÓN DE UNA BOTELLA DE ACERO
La conexión a las válvulas de reducción, manorreductores, se realiza a través de una válvula (figura 6) La conexión a las válvulas de reducción, manorreductores, se realiza a través de una válvula (figura 6) atornillada al cuerpo del cilindro mediante una rosca cónica.
F
FIGURAIGURA66
Los cilindros más comúnmente usados tienen una altura de unos 1800 mm y un diámetro exterior de unos Los cilindros más comúnmente usados tienen una altura de unos 1800 mm y un diámetro exterior de unos 200 mm.
200 mm.
4.1.1.- Generadores de acetileno. 4.1.1.- Generadores de acetileno.
Son los encargados de producir este gas, a partir de la reacción química del carburo de calcio y del agua, Son los encargados de producir este gas, a partir de la reacción química del carburo de calcio y del agua, como ya se
como ya se comentó anteriormente.comentó anteriormente.
Los generadores de acetileno pueden clasificarse según diversos criterios: por capacidad de carga, por la Los generadores de acetileno pueden clasificarse según diversos criterios: por capacidad de carga, por la presión del gas, por su disposición y
presión del gas, por su disposición y por el modo de efectuarse la reacción química.por el modo de efectuarse la reacción química. Según el último criterio comentado se clasifican en:
Según el último criterio comentado se clasifican en:
•
• Generadores de gasificación por mezcla.Generadores de gasificación por mezcla. •
• Generadores de gasificación por contacto.Generadores de gasificación por contacto.
4.1.1.1.- Generadores de gasificación por
4.1.1.1.- Generadores de gasificación por mezcla.mezcla.
En este tipo de generadores, el carburo y el agua se almacenan separados y se mezclan en determinadas En este tipo de generadores, el carburo y el agua se almacenan separados y se mezclan en determinadas cantidades reguladas por el consumo de
cantidades reguladas por el consumo de gas.gas.
Este tipo de generadores, a su vez, puede clasificarse en generadores de proyección, el carburo cae sobre Este tipo de generadores, a su vez, puede clasificarse en generadores de proyección, el carburo cae sobre el agua, y en generadores de irrigación, el agua cae sobre el
el agua, y en generadores de irrigación, el agua cae sobre el carburo.carburo.
En la figura 7 puede observarse el esquema genérico de un generador de proyección. En ella pude En la figura 7 puede observarse el esquema genérico de un generador de proyección. En ella pude apreciarse como el carburo situado en una campana, cae hacia el agua, contenida en exceso, y
apreciarse como el carburo situado en una campana, cae hacia el agua, contenida en exceso, y en una parrillaen una parrilla se gasifica. La regulación de la caída del carburo puede hacerse a través de la presión. En la figura 8 se se gasifica. La regulación de la caída del carburo puede hacerse a través de la presión. En la figura 8 se observa el esquema de una
FIGURA FIGURA77
FIGURA FIGURA88
GENERADOR FIJO DE ACETILENO DE GRAN PRODUCCIÓN GENERADOR FIJO DE ACETILENO DE GRAN PRODUCCIÓN
El esquema de un generador de irrigación, donde el carburo está inmóvil en una cámara y el agua le llega, a El esquema de un generador de irrigación, donde el carburo está inmóvil en una cámara y el agua le llega, a través de un depósito, puede observarse en la figura 9.
FIGURA FIGURA99
INSTALACIÓN FIJA DE ACETILENO A ALTA PRESIÓN INSTALACIÓN FIJA DE ACETILENO A ALTA PRESIÓN
4.1.1.2.- Generadores de gasificación por
4.1.1.2.- Generadores de gasificación por contacto.contacto.
En este tipo de generadores, el carburo y el agua se almacenan en la misma cámara, y se van poniendo en En este tipo de generadores, el carburo y el agua se almacenan en la misma cámara, y se van poniendo en contacto o separando según la
contacto o separando según la cantidad de gas consumido.cantidad de gas consumido.
La forma básica de este generador, la botella de Kipp, se puede observar en la figura 10. El funcionamiento La forma básica de este generador, la botella de Kipp, se puede observar en la figura 10. El funcionamiento es el siguiente: el agua situada en el depósito superior hace que suba el nivel del agua, situada en el depósito es el siguiente: el agua situada en el depósito superior hace que suba el nivel del agua, situada en el depósito inferior y, en consecuencia, que se ponga en contacto con el carburo y se produzca la gasificación. La presión inferior y, en consecuencia, que se ponga en contacto con el carburo y se produzca la gasificación. La presión del gas en la cámara de gasificación es la
del gas en la cámara de gasificación es la que controla la subida del nivel de agua del depósito inferior.que controla la subida del nivel de agua del depósito inferior.
FIGURA FIGURA1010
DISPOSICIÓN BÁSICA DE LOS GENERADORES DE PENETRACIÓN O DESPLAZAMIENTO DE AGUA DISPOSICIÓN BÁSICA DE LOS GENERADORES DE PENETRACIÓN O DESPLAZAMIENTO DE AGUA
En la figura 11
En la figura 11 puede observarse un generador de penetración de este tipo.puede observarse un generador de penetración de este tipo.
FIGURA FIGURA1111
GENERADOR DE PENETRACIÓN DE PRESIÓN MEDIA GENERADOR DE PENETRACIÓN DE PRESIÓN MEDIA
4.1.2.- Impurezas del acetileno. 4.1.2.- Impurezas del acetileno.
El acetileno producido en generadores nunca es químicamente puro. Las impurezas provienen, en parte, de El acetileno producido en generadores nunca es químicamente puro. Las impurezas provienen, en parte, de las sustancias empleadas en la fabricación del carburo de calcio, aunque también pueden formarse las sustancias empleadas en la fabricación del carburo de calcio, aunque también pueden formarse espontáneame
espontáneamente durante la nte durante la descomposición del carburo.descomposición del carburo.
Estas impurezas son fundamentalmente: sulfhídrico (0,5 a 1%), fosfamina o hidrógreno fosforado (0,03 a Estas impurezas son fundamentalmente: sulfhídrico (0,5 a 1%), fosfamina o hidrógreno fosforado (0,03 a 0,08%), amoniaco (cerca del 0,1%), hidruro de silicio
0,08%), amoniaco (cerca del 0,1%), hidruro de silicio (cerca de 0,7%) y (cerca de 0,7%) y vapor de agua (cerca del 2%).vapor de agua (cerca del 2%).
Estas impurezas químicas son indeseables por ser venenosas (sulfhídrico y fosfamina), por su acción Estas impurezas químicas son indeseables por ser venenosas (sulfhídrico y fosfamina), por su acción corrosiva sobre accesorios y tuberías (
corrosiva sobre accesorios y tuberías (fosfamina) y por su posible acción perjudicial sobre el fosfamina) y por su posible acción perjudicial sobre el material a soldar.material a soldar. Para eliminar el ácido sulfhídrico, el hidruro de silicio y el amoniaco, es suficiente lavar el gas con agua pura, Para eliminar el ácido sulfhídrico, el hidruro de silicio y el amoniaco, es suficiente lavar el gas con agua pura, a la que se ligan las impurezas, si bien conviene tener en cuenta que el poder disolvente del agua para el a la que se ligan las impurezas, si bien conviene tener en cuenta que el poder disolvente del agua para el sulfhídrico disminuye con la temperatura. La fosfamina en cambio requiere hacer pasar el gas a través de sulfhídrico disminuye con la temperatura. La fosfamina en cambio requiere hacer pasar el gas a través de depuradores químicos.
4.1
4.1.3..3.- Cilind- Cilind ros ros de acetileno.de acetileno.
El acetileno presenta un gran peligro de explosión por presión, en ausencia de aire una presión de 2 El acetileno presenta un gran peligro de explosión por presión, en ausencia de aire una presión de 2 atmósferas puede ser suficiente para provocar dicha explosión. Debido a ello las botellas de acetileno llevan atmósferas puede ser suficiente para provocar dicha explosión. Debido a ello las botellas de acetileno llevan en su interior una masa esponjosa embebida en acetona, que al disolver grandes cantidades de acetileno, en su interior una masa esponjosa embebida en acetona, que al disolver grandes cantidades de acetileno, permite embotellar mayores cantidades de gas s
permite embotellar mayores cantidades de gas sin peligro de explosión.in peligro de explosión. Un litro de
Un litro de acetona disuelve 24 litros de acetona disuelve 24 litros de acetileno a presión atmosférica, pero este poder acetileno a presión atmosférica, pero este poder disolvente aumentadisolvente aumenta con la presión. Otro aspecto a tener en cuenta es que la dilatación de un litro de acetona al disolver 24 litros de con la presión. Otro aspecto a tener en cuenta es que la dilatación de un litro de acetona al disolver 24 litros de acetileno es del 5% a presión atmosférica y del 80% a 15 atmósferas, si bien a esta presión disuelve 360 litros acetileno es del 5% a presión atmosférica y del 80% a 15 atmósferas, si bien a esta presión disuelve 360 litros de gas. En este aspecto el agua es una de las mayores impurezas de la acetona por disminuir su poder de gas. En este aspecto el agua es una de las mayores impurezas de la acetona por disminuir su poder disolvente. Al abrir la válvula
disolvente. Al abrir la válvula de la botella y disminuir la presión, el de la botella y disminuir la presión, el acetileno absorbido por la acetona se libera,acetileno absorbido por la acetona se libera, por disminuir el poder de disolución.
por disminuir el poder de disolución.
El acetileno disuelto en acetona no es explosivo, pero sí el vapor de acetileno que pueda encontrarse El acetileno disuelto en acetona no es explosivo, pero sí el vapor de acetileno que pueda encontrarse encima. Este es el motivo de utilización de la masa esponjosa que llena aparentemente toda la botella, que encima. Este es el motivo de utilización de la masa esponjosa que llena aparentemente toda la botella, que tiene la misión de absorber en sus poros, finamente distribuidos, la acetona enriquecida en acetileno e impedir tiene la misión de absorber en sus poros, finamente distribuidos, la acetona enriquecida en acetileno e impedir la acumulación de gas en
la acumulación de gas en estado gaseoso.estado gaseoso.
Por lo indicado anteriormente, la distribución en volumen de una botella de acetileno es la indicada en la Por lo indicado anteriormente, la distribución en volumen de una botella de acetileno es la indicada en la figura 12.
figura 12.
Para el llenado de las botellas, se realiza en primer lugar la disolución del gas en la acetona y Para el llenado de las botellas, se realiza en primer lugar la disolución del gas en la acetona y posteriormente se introduce esta en la botella, hasta una presión máxima de 15 atmósferas, consiguiéndose posteriormente se introduce esta en la botella, hasta una presión máxima de 15 atmósferas, consiguiéndose de esta forma embotellar 6000 litros de gas en una botella de 40 litros. Mayores presiones no se utilizan, pues de esta forma embotellar 6000 litros de gas en una botella de 40 litros. Mayores presiones no se utilizan, pues a 22 at y 0ºC el acetileno licua y en estas condiciones es fuertemente explosivo, por lo que el acetileno disuelto a 22 at y 0ºC el acetileno licua y en estas condiciones es fuertemente explosivo, por lo que el acetileno disuelto en acetona es siempre gas y nunca líquido.
en acetona es siempre gas y nunca líquido.
Dado que al abrir la válvula y dejar escapar el gas, éste puede arrastrar acetona, es conveniente no Dado que al abrir la válvula y dejar escapar el gas, éste puede arrastrar acetona, es conveniente no alcanzar nunca el consumo de 20 litros/mn, para evitar
alcanzar nunca el consumo de 20 litros/mn, para evitar esta contaminación.esta contaminación.
FIGURA FIGURA1212
DISTRIBUCIÓN DE VOLUMEN EN UNA BOTELLA DE ACETILENO DISTRIBUCIÓN DE VOLUMEN EN UNA BOTELLA DE ACETILENO
Estas botellas deben tratarse con mucho cuidado, evitando la formación en su interior de grandes espacios, Estas botellas deben tratarse con mucho cuidado, evitando la formación en su interior de grandes espacios, que podrían llenarse de acetileno comprimido explosivo.
que podrían llenarse de acetileno comprimido explosivo.
4.2.- Manorreductores
4.2.- Manorreductores
Los manorred
Los manorreductores, o válvulauctores, o válvulas reductoras de s reductoras de presión, son lopresión, son los encargados s encargados de suministrar ede suministrar el gasl gas comprimido de los cilindros o
comprimido de los cilindros o depósitos a la presión y depósitos a la presión y velocidad de trabajo.velocidad de trabajo.
Las válvulas reductoras de presión, además de reducir la elevada presión de los cilindros de gas, deben Las válvulas reductoras de presión, además de reducir la elevada presión de los cilindros de gas, deben permitir que la presión de trabajo a la que suministran el gas permanezca invariable durante su permitir que la presión de trabajo a la que suministran el gas permanezca invariable durante su funcionamien
funcionamiento, a pesar to, a pesar de la disminución de la presión de la disminución de la presión en el cilindro o depósito a medida que se en el cilindro o depósito a medida que se disminuyedisminuye el contenido de gas.
el contenido de gas.
Los manorreductores conectados a los cilindros deben tener dos manómetros ( ver figura 13 ), uno de Los manorreductores conectados a los cilindros deben tener dos manómetros ( ver figura 13 ), uno de ellos indica la presión del cilindro ( manómetro de alta presión ) y el otro indica la presión de trabajo ( ellos indica la presión del cilindro ( manómetro de alta presión ) y el otro indica la presión de trabajo ( manómetro de baja presión ). Los manorreductores utilizados en las baterías de cilindros
manómetro de baja presión ). Los manorreductores utilizados en las baterías de cilindros o en los depósitoso en los depósitos pueden tener un solo
pueden tener un solo manómetro.manómetro.
Cada manorreductor debe utilizarse solamente para lo que ha sido diseñado, es decir solamente para el Cada manorreductor debe utilizarse solamente para lo que ha sido diseñado, es decir solamente para el gas especificado y nunca utilizar manorreductores destinados a cilindros en
gas especificado y nunca utilizar manorreductores destinados a cilindros en baterías o depósitos.baterías o depósitos.
Podemos encontrar dos tipos de válvulas : válvulas de una sola reducción, con una única cámara de Podemos encontrar dos tipos de válvulas : válvulas de una sola reducción, con una única cámara de expansión, y válvulas de reducción de dos grados, con dos cámaras de expansión, para una reducción más expansión, y válvulas de reducción de dos grados, con dos cámaras de expansión, para una reducción más escalonada de presión.
escalonada de presión.
Las válvulas de doble expansión, al tomar la
Las válvulas de doble expansión, al tomar la presión de trabajo en la presión de trabajo en la segunda reducción, tienen la ventajasegunda reducción, tienen la ventaja de no presentar pequeñas variaciones en la presión de trabajo y de disminuir el peligro de congelación de de no presentar pequeñas variaciones en la presión de trabajo y de disminuir el peligro de congelación de las mismas.
las mismas.
La congelación de los canales de las
La congelación de los canales de las válvulas se produce como consecuencia de la expansión del gas válvulas se produce como consecuencia de la expansión del gas dede alta a baja presión que provoca la disminución de la temperatura, lo que puede hacer que la humedad del alta a baja presión que provoca la disminución de la temperatura, lo que puede hacer que la humedad del aire se deposite en forma de hielo. Esto es más peligroso en las botellas de oxígeno, pues el agua y el gas aire se deposite en forma de hielo. Esto es más peligroso en las botellas de oxígeno, pues el agua y el gas carbónico que contiene el oxígeno, por efecto de la disminución de temperatura durante una expansión carbónico que contiene el oxígeno, por efecto de la disminución de temperatura durante una expansión brusca podrían separarse y depositarse en forma de hielo. Esta congelación provoca variaciones de la brusca podrían separarse y depositarse en forma de hielo. Esta congelación provoca variaciones de la presión y de la
Conexión Conexión al cilindro al cilindro Manómetro de alta Manómetro de alta presión presión Pivote de cierre Pivote de cierre Muelle de cierre Muelle de cierre Válvula de Válvula de descarga descarga
Manómetro de baja presión Manómetro de baja presión
Filtro Filtro Tornillo de regulación Tornillo de regulación Membra Membra Aguja de presión Aguja de presión na na Conexión a Conexión a la manguera la manguera Manguera Manguera ierre ierre Válvula Válvula de c de c Resorte de ajuste Resorte de ajuste Cubierta Cubierta Abertura Abertura FIGURA FIGURA1313 M M ANORREDUCTOR ANORREDUCTOR
4.3.- Mangueras.
4.3.- Mangueras.
Son tubos flexibles de goma por cuyo interior circula el gas, siendo por tanto las encargadas de transportar Son tubos flexibles de goma por cuyo interior circula el gas, siendo por tanto las encargadas de transportar dicho gas desde los cilindros al soplete.
dicho gas desde los cilindros al soplete.
Suelen ser de caucho de buena calidad y deben tener gran resistencia al corte
Suelen ser de caucho de buena calidad y deben tener gran resistencia al corte y la abrasión.y la abrasión.
Los diámetros interiores son generalmente de 4 a 9 mm para el oxígeno y de 6 a 11 mm para el gas Los diámetros interiores son generalmente de 4 a 9 mm para el oxígeno y de 6 a 11 mm para el gas combustible, mientras que el espesor mínimo es de 2,5 mm (para el oxígeno de 4,5 a 5,5 mm). Es conveniente combustible, mientras que el espesor mínimo es de 2,5 mm (para el oxígeno de 4,5 a 5,5 mm). Es conveniente que la longitud no sea inferior a 5 m, aunque la distancia entre el cilindro y el soplete sea pequeña, para que la longitud no sea inferior a 5 m, aunque la distancia entre el cilindro y el soplete sea pequeña, para permitir libertad de movimientos.
permitir libertad de movimientos.
Con objeto de poder distinguir el gas que circula por estas mangueras, las de acetileno son de color rojo y Con objeto de poder distinguir el gas que circula por estas mangueras, las de acetileno son de color rojo y rosca a izquierdas al soplete y
rosca a izquierdas al soplete y las de oxígeno de color azul o las de oxígeno de color azul o verde y rosca a derechas al verde y rosca a derechas al soplete.soplete.
4.4.- Sopletes.
4.4.- Sopletes.
La misión principal del soplete es asegurar la correcta mezcla de los gases combustible y comburente La misión principal del soplete es asegurar la correcta mezcla de los gases combustible y comburente según su cantidad, de forma que exista equilibrio entre la velocidad de salida y la de inflamación. En la según su cantidad, de forma que exista equilibrio entre la velocidad de salida y la de inflamación. En la figura 14 se puede apreciar un
Inyector
Inyector BoquillaBoquilla
de de presión presión Boquilla Boquilla Lanza Lanza Boquilla de Boquilla de mezcla mezcla Cámara de Cámara de mezcla de tipo mezcla de tipo inyección inyección Válvula de Válvula de oxígeno
oxígeno Boca entradaBoca entrada de oxígeno de oxígeno Rosca a Rosca a derechas derechas Racor e Racor e de acetileno de acetileno Rosca Rosca ntrada ntrada aa izquierdas izquierdas Válvula de Válvula de acetileno acetileno Mango Mango Cabezal de soplete Cabezal de soplete Tuerca de Tuerca de acoplamiento acoplamiento FIGURA FIGURA1414 S
SOPLETE DE INYECCIÓN PARA SOLDEO OXIACETILÉNICOOPLETE DE INYECCIÓN PARA SOLDEO OXIACETILÉNICO
Mediante el soplete el soldador controla las características de la llama y maneja la misma durante la Mediante el soplete el soldador controla las características de la llama y maneja la misma durante la operación de soldeo. La potencia de un soplete se mide en litros / hora y expresa el consumo de gas operación de soldeo. La potencia de un soplete se mide en litros / hora y expresa el consumo de gas combustible.
combustible.
La elección del tipo y
La elección del tipo y tamaño del soplete depende de las características del trabajo a tamaño del soplete depende de las características del trabajo a realizar.realizar. Las partes principales son :
Las partes principales son :
-- Válvulas de entrada de gasVálvulas de entrada de gas
-- Cámara de mezclaCámara de mezcla
-- BoquillasBoquillas
Válvulas de entrada de gas Válvulas de entrada de gas
Estas válvulas permiten regular la presión, velocidad, caudal y proporción entre el gas combustible y el Estas válvulas permiten regular la presión, velocidad, caudal y proporción entre el gas combustible y el oxígeno.
oxígeno.
Cámara de mezcla Cámara de mezcla
En ella se realiza la mezcla íntima de combustible y comburente. Existen dos tipos fundamentales de En ella se realiza la mezcla íntima de combustible y comburente. Existen dos tipos fundamentales de cámara de mezcla.
cámara de mezcla.
-- De sobrepresiónDe sobrepresión
En este tipo el oxígeno y el gas combustible están a presiones similares y van a la misma velocidad, En este tipo el oxígeno y el gas combustible están a presiones similares y van a la misma velocidad, mezclándose al juntarse las direcciones de ambos gases. En la figura 15.A siguiente se observa una mezclándose al juntarse las direcciones de ambos gases. En la figura 15.A siguiente se observa una cámara de este tipo.
-- De inyección o aspiraciónDe inyección o aspiración
En este tipo de cámara el gas combustible a baja presión es aspirado por la corriente de oxígeno de alta En este tipo de cámara el gas combustible a baja presión es aspirado por la corriente de oxígeno de alta velocidad por efecto Venturi. Para esto se utiliza un sistema de inyector. Este tipo de cámara de mezcla velocidad por efecto Venturi. Para esto se utiliza un sistema de inyector. Este tipo de cámara de mezcla se emplea cuando el gas combustible es suministrado a una presión demasiado baja para producir una se emplea cuando el gas combustible es suministrado a una presión demasiado baja para producir una combustión adecuada. Los sopletes con este tipo de cámara se denominan de baja presión. En la figura combustión adecuada. Los sopletes con este tipo de cámara se denominan de baja presión. En la figura 15. B siguiente puede observarse un diseño de una
15. B siguiente puede observarse un diseño de una cámara de este tipo.cámara de este tipo.
El oxígeno entre por
El oxígeno entre por
..
Combustible entre por unCombustible entre por un número determinado de entradasnúmero determinado de entradas que rodean laque rodean la entrada del oxígeno
entrada del oxígeno Los gases se mezclan aLos gases se mezclan a medida que circulan por la lanza.
medida que circulan por la lanza. Oxígeno Oxígeno Gas Gas combustible combustible Sección de la cámara de
Sección de la cámara de mezclamezcla Lanza Lanza Cámara Cámara de mezcla de mezcla Tuerca de Tuerca de acoplamiento acoplamiento Cabeza de la pistola Cabeza de la pistola F
FIGURAIGURA15.A.15.A.
C
C AMARA DE MEZCL AMARA DE MEZCL A DE SOBREPRESIÓNA DE SOBREPRESIÓN
El oxígeno entra por
El oxígeno entra por en la tobera en la tobera y se aspira y se aspira el gas combustible desde un nº determinado de el gas combustible desde un nº determinado de entradas
entradas hacia una cámara de hacia una cámara de mezclamezcla Gas combustible Gas combustible Oxígeno Oxígeno Cabeza de la pistola Cabeza de la pistola Lanza Lanza Cámara de mezcla Cámara de mezcla Tuerca de
Tuerca de acoplamienacoplamientoto
FIGURA FIGURA15.B.15.B.
C
C ÁMARA DE M ÁMARA DE M EZCLA DE BAJEZCLA DE BAJ A PRESIÓNA PRESIÓN
Boquillas Boquillas
Son toberas intercambiables que se ajustan en la parte
Son toberas intercambiables que se ajustan en la parte final o lanza del soplete. Controlan el final o lanza del soplete. Controlan el flujo de gasflujo de gas por medio del diámetro del orificio de
por medio del diámetro del orificio de salida.salida.
Normalmente boquillas de diversos diámetros son aptas para un determinado tamaño de soplete. Normalmente boquillas de diversos diámetros son aptas para un determinado tamaño de soplete. Pequeños diámetros de salida producen llamas pequeñas, aptas para soldar pequeñas secciones, sin Pequeños diámetros de salida producen llamas pequeñas, aptas para soldar pequeñas secciones, sin embargo para grandes secciones se requieren grandes diámetros. Las boquillas deben permitir una llama embargo para grandes secciones se requieren grandes diámetros. Las boquillas deben permitir una llama uniforme.
Se deben observar las siguientes precauciones : Se deben observar las siguientes precauciones :
-- Se deberá limpiar la boquilla con los escariadores adecuados, eliminando cualquier proyección oSe deberá limpiar la boquilla con los escariadores adecuados, eliminando cualquier proyección o
suciedad que se haya podido adherir. suciedad que se haya podido adherir.
-- Se deben manteneSe deben mantener limpias y en buen estado las roscas y r limpias y en buen estado las roscas y las superficies de cierre para evitar fugas ylas superficies de cierre para evitar fugas y
retrocesos de llama. retrocesos de llama. Es de la
Es de la mayor importancia seleccionar el caudal adecuado para cada tipo de boquilla ya mayor importancia seleccionar el caudal adecuado para cada tipo de boquilla ya que si el caudalque si el caudal es escaso la llama no será efectiva, pudiéndose incluso producirse un retroceso de llama ; si el caudal es es escaso la llama no será efectiva, pudiéndose incluso producirse un retroceso de llama ; si el caudal es excesivo, se dificulta el manejo del
excesivo, se dificulta el manejo del soplete y el control del soplete y el control del baño de fusión.baño de fusión.
4.5.- Válvulas antirretroceso de llama
4.5.- Válvulas antirretroceso de llama
Cuando se produce un retroceso de llama, ésta se introduce en
Cuando se produce un retroceso de llama, ésta se introduce en el soplete o incluso puede llegar, a travésel soplete o incluso puede llegar, a través de las mangueras, a los cilindros de gas y provocar su
de las mangueras, a los cilindros de gas y provocar su explosión. Las válvulas antirretroceso previenexplosión. Las válvulas antirretroceso previenen :en :
-- La entrada de oxígeno o de aire La entrada de oxígeno o de aire en el conducto y en el conducto y cilindro que suministra el acetileno.cilindro que suministra el acetileno.
-- Un retroceso de llama dentro del Un retroceso de llama dentro del soplete, mangueras , tuberías , soplete, mangueras , tuberías , cilindros o depósitos.cilindros o depósitos.
-- El suministro durante y después de un retroceso de llama. Si el retroceso de llama ha sido muy leveEl suministro durante y después de un retroceso de llama. Si el retroceso de llama ha sido muy leve
en algunos casos no se corta el suministro de gas, solamente se corta si la temperatura ha en algunos casos no se corta el suministro de gas, solamente se corta si la temperatura ha aumentado hasta 90 ó 100 º C.
aumentado hasta 90 ó 100 º C. Se colocan justo a la
Se colocan justo a la salida de las válvulas reductoras de presión para proteger los cilindros. salida de las válvulas reductoras de presión para proteger los cilindros. Una opciónUna opción más correcta sería
más correcta sería disponerlas a la entrada del soplete, pero no suele utilizarse disponerlas a la entrada del soplete, pero no suele utilizarse porque aumenta el peso conporque aumenta el peso con la consiguiente dificultad para el soldador. En caso de mangueras muy largas, además de la situada a la la consiguiente dificultad para el soldador. En caso de mangueras muy largas, además de la situada a la salida de las válvulas reductoras también pueden situarse en algún punto del recorrido de las mangueras salida de las válvulas reductoras también pueden situarse en algún punto del recorrido de las mangueras como medida de precaución.
como medida de precaución.
Este tipo de válvulas deben tener los siguientes elementos de segurid
Este tipo de válvulas deben tener los siguientes elementos de seguridad ( ver figura 16 ) ad ( ver figura 16 ) ::
-- Válvula antirretroceso, que permite el paso del gas Válvula antirretroceso, que permite el paso del gas en un solo sentido.en un solo sentido.
-- Sinterizado microporoso que apague una llama en Sinterizado microporoso que apague una llama en retroceso.retroceso.
-- Válvula de corte térmico que se cierra al detectar un aumento de temperatura. Este dispositivo no esVálvula de corte térmico que se cierra al detectar un aumento de temperatura. Este dispositivo no es
imprescindible en el caso de suministro a partir de cilindros de gas. imprescindible en el caso de suministro a partir de cilindros de gas.