La soldadura de gas oxicombustible es un proceso de soldadura por fusión en el que los componentes se unen de forma permanente. Aquí el calor se suministra quemando un combustible gaseoso carbonoso adecuado con oxígeno. La soldadura de gas oxicombustible de combustible potencial incluye acetileno, propileno, propano, gas MAPP (metilacetileno-propadieno propano) y gas natural; sin embargo, el acetileno (C2H2) se usa con frecuencia, ya que ofrece la temperatura máxima de llama. Tanto el combustible como el oxígeno se almacenan por separado en cilindros, y estos se mezclan en una antorcha antes de entregar la mezcla a través de una boquilla. Esta mezcla se enciende para producir una llama. La reacción exotérmica de combustión entre el acetileno y el oxígeno produce calor. Este calor se utiliza para fundir las superficies de desprendimiento de las placas base y el metal de relleno para formar un cordón de soldadura. Siempre se desea un volumen (o masa) fijo de oxígeno para la combustión completa de cada unidad de volumen (o masa) de un combustible específico. El volumen / masa de oxígeno requerido para un combustible determinado se puede obtener teóricamente mediante análisis estequiométrico. Para la combustión de acetileno en oxígeno, la relación estequiométrica oxígeno-combustible es de 13,26 : 1 (basada en la masa) o de 11,92 : 1 (basada en el volumen). Indica que se requieren 13,26 kg de oxígeno para la combustión completa de 1 kg de acetileno. Alternativamente, se requieren 11,92 m3 de oxígeno para la combustión completa de 1 m3 de acetileno.
En la soldadura de gas oxiacetileno, si la mezcla de oxígeno y acetileno es estequiométrica, la llama resultante es una llama neutra. Aquí, todo el acetileno y el oxígeno suministrados a través de la boquilla reaccionan entre sí para producir dióxido de carbono y vapor de agua, y no quedan residuos de acetileno u oxígeno después de la combustión. De manera similar, si se suministra más acetileno del que se requiere estequiométricamente, entonces cierta cantidad de acetileno quedará como residuo. La llama resultante se conoce como Llama Carburante o Llama Reductora. Como el acetileno es un elemento carbonoso, el exceso de acetileno puede reaccionar con los elementos de oxígeno presentes en el cordón de soldadura fundido. Esto puede resultar en un cordón de soldadura duro y quebradizo. Por otro lado, si se suministra más oxígeno del que se requiere estequiométricamente, entonces cierta cantidad de oxígeno permanecerá incluso después de la combustión completa de acetileno completo. La llama resultante se llama Llama oxidante, ya que el exceso de oxígeno puede oxidar aún más los elementos del cordón de soldadura fundido. La apariencia típica de tres tipos de llamas se muestra arriba. A continuación se presentan varias similitudes y diferencias entre la llama de carburación o reducción y la llama oxidante en formato de tabla.
- Independientemente del tipo de llama, el suministro de combustible carbonoso gaseoso y oxígeno es indispensable. En función del caudal relativo de combustible y oxígeno, el tipo de llama cambia.
- La combustión entre combustible y oxígeno tiene lugar en ambos tipos de llama. Aunque la integridad de la combustión varía para diferentes tipos de llama.
- Se forma un cono blanquecino interno justo a la salida de la boquilla, independientemente del tipo de llama. Sin embargo, el tamaño, la temperatura y la intensidad del calor en este cono interior varían según el tipo de llama.
- La mayoría de las antorchas de soldadura de gas industrial tienen la disposición de manipular por separado la tasa de suministro de acetileno y oxígeno. Por lo tanto, una llama reductora se puede convertir fácilmente en llama neutra u oxidante ajustando las válvulas incluso durante la soldadura, o viceversa.
Diferencias entre la reducción de la llama y llama oxidan
| Cementación o la Reducción de la Llama | Oxidantes Llama |
|---|---|
| Temple a la llama se obtiene cuando menos oxígeno que el que se requiere para estequiométricamente la combustión completa se suministra. | La llama oxidante se obtiene cuando se suministra un exceso de oxígeno del necesario para una combustión estequiométrica completa. |
| Combustión incompleta de combustible gaseoso (como acetileno, propileno, propano, gas natural, etc.) tiene lugar dentro de la llama. | La combustión completa del combustible gaseoso se produce dentro de la llama. Incluso después de que todo el combustible se quema, el oxígeno permanece en exceso. |
| Una llama de carburación consta de tres capas distintas (i) cono blanco interior, (ii) pluma de llama rojiza intermedia y (iii) llama azulada exterior. | Una llama oxidante consiste típicamente en dos capas (i) cono blanco interno, y (ii) llama azulada externa. |
| Debido a la escasez de oxígeno, la primera etapa de la reacción de combustión (acetileno a monóxido de carbono) ocurre en un área más amplia. Esto resulta en un cono interno comparativamente más grande. | Debido al exceso de suministro de oxígeno, la primera etapa de la reacción de combustión ocurre rápidamente dentro de un área pequeña. Esto da como resultado un cono interior más pequeño. |
| Debido al tamaño más grande, la temperatura promedio en el cono interior es comparativamente menor (alrededor de 2900°C). La intensidad de calor también es comparativamente menor en el cono interior. | Debido al tamaño más pequeño, la intensidad del calor y la temperatura están más en el cono interior. La temperatura del cono interior puede ser de hasta 3300°C. |
| La llama de carburación puede (i) inducir átomos de carbono en el cordón de soldadura, o (ii) extraer átomos de oxígeno del cordón de soldadura. | La llama oxidante puede (i) difundir átomos de oxígeno en el cordón de soldadura, o (ii) extraer átomos de carbono del cordón de soldadura. |
| El cordón de soldadura formado con llama de carburación puede ser algo duro y frágil que los componentes padres correspondientes. | El cordón de soldadura formado con llama de carburación puede ser comparativamente más suave y dúctil que los componentes parentales correspondientes. |
| La soldadura a gas con esta llama es menos ruidosa. | La soldadura a gas con esta llama puede ser comparativamente más ruidosa. |
| La llama de carburación se puede utilizar cuando los componentes son ricos en carbono o están libres de oxígeno. Esta llama se usa comúnmente al unir acero de alto carbono, hierro fundido, acero de alta velocidad, cobre libre de oxígeno, etc. | La llama oxidante se prefiere para unir componentes hechos de aleaciones ferrosas con bajo contenido de carbono y aleaciones no ferrosas. |
