SOLDEO OXIACETILÉNICO (OAW)

1. GENERALIDADES DEL PROCESO.
El soldeo oxiacetilénico es un proceso de soldeo por fusión que utiliza el calor producido por una llama, obtenida por la combustión del gas acetileno con el oxígeno, para fundir bien sea el metal base y el de aportación si se emplea.
Para conseguir la combustión es necesario el empleo de dos gases. Uno de ellos tiene la calidad de consumirse durante la combustión. Gases combustibles son el propano, metano, butano… aunque en el proceso del que estamos tratando empleamos el acetileno. El otro es un gas comburente, que es un gas que aviva o acelera la combustión. Uno de los principales comburentes es el aire formado por una mezcla de gases (Nitrógeno 78%, Oxigeno 21% y el restante 1% de gases nobles). El gas comburente que se emplea en este procedimiento de soldeo es el oxígeno puro.

2. EQUIPO PARA EL SOLDEO OXIACETILÉNICO.
La principal función de los equipos de soldeo oxiacetilénico es suministrar la mezcla de gases combustible y comburente a una velocidad, presión y proporción correcta. El equipo oxiacetilénico está formado por:
A)Las botellas o cilindros de oxígeno y acetileno. Entre ambas hay que destacar varias diferencias, pero la más representativa, aparte el tamaño, es el color. La botella de oxígeno tiene el cuerpo negro y la ojiva blanca, mientras que la de acetileno tiene el cuerpo rojo y ojiva marrón. Internamente la botella de oxígeno es hueca de una pieza, mientras que la de acetileno tiene una sustancia esponjosa en su interior, ya que para almacenarlo se disuelve en acetona debido a que si se comprime solo explota.

B)Los manorreductores, su propósito o función principal es reducir la presión muy alta de una botella a una presión de trabajo más baja y segura y además de permitir una circulación continua y uniforme del gas.
C)Las mangueras, que son tubos flexibles de goma por cuyo interior circula el gas, siendo por tanto las encargadas de transportarlo desde las botellas hasta el soplete. Los diámetros interiores son generalmente de 4 a 9 mm para el oxígeno y de 6 a 11 mm para el acetileno. La manguera por la que circula el oxígeno es de color azul y de color rojo por la que circula el acetileno.
D)Las válvulas de seguridad o antirretroceso encargadas de prevenir un retroceso de la llama desde el soplete hacia las mangueras o de las mangueras a las botellas. También impiden la entrada de oxígeno o de aire en la manguera y en la botella del acetileno.
E)El soplete, cuya misión principal es asegurar la correcta mezcla de los gases, de forma que exista un equilibrio entre la velocidad de salida y la de inflamación. A continuación podemos ver un soplete con cámara de mezcla de inyección

3. PRODUCCIÓN DE LOS GASES USADOS EN EL SOLDEO.

• ACETILENO (C2H2)
  Es el más importante de los hidrocarburos gaseosos y como combustible es el elemento más valioso. Es una composición química de carbono e hidrogeno (2 partes de carbono por 2 de hidrógeno). El acetileno se produce al ocurrir la reacción del agua con carburo de calcio. El carburo de calcio se obtiene de hornos eléctricos mediante la reducción de la cal viva con carbono.
  El carburo de calcio y el agua se pone en contacto en recipientes adecuados llamados generadores; generalmente los generadores de acetileno se construyen con accesorios que los hacen funcionar automáticamente para producir acetileno en la misma cantidad que consume el soplete dejando de generar tan pronto se acaba la llama. Esto era utilizado anteriormente ya que hoy en día se pueden adquirir fácilmente los tanques con acetileno para poder utilizarlo directamente al soplete. El acetileno es un gas incoloro e insípido “sin sabor”, pero de olor característico “semejante al agua miel de la caña”.


• OXÍGENO (O2)
  Es un gas que se encuentra en la naturaleza mezclado o combinado con otros elementos químicos, y es el principal en toda combustión: La llama oxiacetilénica lo utiliza como gas comburente. En el aire existe mezclado con nitrógeno y con varios gases nobles. El oxígeno es un gas inodoro, incoloro e insípido.
  Son dos los principales procedimientos en la industria para la obtención del oxigeno:
  a) Proceso del aire líquido.

b) Proceso electrolítico.
El proceso del aire líquido se basa en el principio de separación de otros gases que existen mezclados en el aire, sometiéndolos a muy bajas temperaturas para lograr la licuefacción de estos. Ese aire líquido se somete a la acción de secadores y purificadores para después comprimirlos a muy alta presión. Básicamente lo que se hace es separar él oxigeno del nitrógeno dejando evaporar este último mientras que el oxigeno permanece en estado liquido y se deposita en tanques de almacenamiento para comprimirlos.
El oxígeno por procedimiento electrolítico se produce haciendo pasar una corriente eléctrica continua a través del agua. Se cierra provocando así la disociación de los elementos que la componen.

DIFERENTES LLAMAS Y SUS CARACTERÍSTICAS.
Una de las características de la llama oxiacetilénica consiste en sus propiedades químicas, por lo que su acción sobre el metal fundido puede variar notablemente. Las diferentes características se obtienen variando las proporciones relativas de oxigeno y acetileno en la mezcla de gases que arde en la punta del soplete. Las válvulas del soplete además de cerrar y abrir los gases, permiten al operario el control de la graduación de la llama. Para hacer lo anterior, el operario debe estar familiarizado con la composición del metal base en que va a trabajar y conocer bien las diferentes llamas, características y modos de obtenerlas.
La llama oxiacetilénica se produce por la combustión del acetileno en una atmósfera de oxígeno. Como consecuencia hay una combustión incompleta y la llama queda cargada de carbono cuyo color es amarillo y escape de humo negro. Si la cantidad de oxigeno se modifica hasta el punto de llegar a un ligero exceso de acetileno, la llama se denomina reductora, con tres zonas diferenciables: el dardo, la zona reductora y el penacho.
En la punta del dardo de la llama nos encontramos con la zona más caliente (3100ºC), luego con la zona reductora que corresponde a la reducción primaria con una temperatura de 2000º C y por ultimo está el penacho que es la región de combustión secundaria en la que tiene influencia el aire del ambiente, cuya temperatura es de 1200ºC.

Diversas zonas caloríficas de la llama oxiacetilénica
Si el exceso de acetileno se reduce, las zonas reductoras desaparecen lentamente y en un momento dado se confunde con el dardo, obteniendo así la llama neutra.

Si continuamos reduciendo, las regiones de la llama se limitan a dos, el dardo y el penacho, obteniéndose así una llama oxidante. El dardo es puntiagudo y se escucha un sonido de “zziceo”. Además se observa como si el dardo se desprendiera de la punta del soplete.
 Aplicación de las llamas.
En el cuadro que mostramos a continuación podemos observar el tipo de llama que debe aplicarse de acuerdo con el tipo de material base que vamos a soldar.

4. PRESIÓN DE TRABAJO.
Para reducir el riesgo de un retroceso de llama es necesario utilizar siempre la presión de trabajo recomendada por el fabricante, según el tipo de boquilla utilizada.
La presión de trabajo provoca que salga un determinado volumen de gas, a la velocidad adecuada, para que su combustión ocurra fuera de la boquilla.
El volumen de gas proporciona el calor necesario para ejecutar el trabajo que se desea; a mayor espesor de la placa metálica mayor volumen de gas combustible y viceversa, a menor espesor, menor volumen. La temperatura de la llama es constante, ya sea esta muy pequeña o extremadamente grande.
Con relación a la velocidad de salida del gas por la boquilla deberá ser igual de combustión del gas combustible utilizado.

Ejemplos de velocidad de combustión;
Hidrogeno = 11.2 m/s
Acetileno = 7.9 m/s
Metano = 5.5 m/s
Propano = 2.9 m/s
Tomando la del acetileno, si la presión es excesiva para una determinada boquilla, la velocidad de salida del gas es mayor de 9.9 m/s y la llama se apaga; si es demasiado baja, la velocidad es menor de 9.9 m/s y la llama tiende a meterse en la boquilla lo que la calienta y provoca un retroceso de llama. Si la presión de trabajo es la indicada el gas sale a una velocidad igual a la velocidad de combustión, con lo cual nos encontramos con una operación segura y correcta.

5. AJUSTE DE LA LLAMA.
El ajuste de las llamas para soldar se efectúa de acuerdo al siguiente procedimiento:
a) Ajustar la presión de trabajo correspondiente de acuerdo al calibre de la boquilla que se utilice.

b) Colocarse las gafas en la frente.

c) Abrir la válvula de acetileno en el soplete girándola ½ vuelta

d) Encender el acetileno

e) Ajustar la llama acetilénica hasta que deje de producir humo pero que no se separe de la boquilla

f) Abrir la válvula de oxígeno del soplete hasta obtener la llama carburante, neutra u oxidante que se necesite para trabajar.

g) Durante el trabajo la llama se desajusta constantemente, por lo que es necesario reajustarla moviendo exclusivamente la válvula de oxígeno.
Las boquillas utilizadas en el equipo oxiacetilénico son fabricadas en una gran variedad de calibres y formas, por lo que se pueden clasificar de diversas maneras:

A) POR EL TIPO DE GAS

- Para oxi-gas; utilizan oxigeno puro y un gas combustible que puede ser:

i. Acetileno

ii. Butano

iii. Propano

iv. MAAP (Metil-acetileno-propadieno-propano)

v. Hidrógeno

B) POR EL TIPO DE TRABAJO QUE REALIZAN: - Para soldar - Para calentar - Para cortar, que a su vez se califican en boquillas: - Para corte recto - Para ranurar - Para corte a ras - Para trabajos especiales - Para quemar pintura - Para calentar por ambos lados - Para soldar blanda o fuerte

C) POR EL TIPO DE MEZCLADOR: - Múltiple; un mezclador para distintos calibres - Individual: un mezclador para cada boquilla