{"id":9064,"date":"2024-10-08T20:24:16","date_gmt":"2024-10-08T20:24:16","guid":{"rendered":"https:\/\/ipsenglobal.com\/?page_id=9064"},"modified":"2025-05-21T16:39:59","modified_gmt":"2025-05-21T16:39:59","slug":"introduction-to-vacuum-aluminum-brazing","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/ipsenglobal.com\/es\/introduction-to-vacuum-aluminum-brazing\/","title":{"rendered":"Introducci\u00f3n a la soldadura fuerte del aluminio al vac\u00edo"},"content":{"rendered":"

Bienvenido a Tratamientos t\u00e9rmicos: Serie 101<\/h3>\n\n\n\n
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Introducci\u00f3n a la soldadura fuerte del aluminio al vac\u00edo<\/h1>\n\n\n\n
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\u00bfQu\u00e9 es la soldadura fuerte?<\/h2>\n\n\n\n

Hay muchas formas de unir permanentemente una pieza met\u00e1lica a otra sin utilizar un elemento de fijaci\u00f3n. Los m\u00e9todos m\u00e1s comunes son la soldadura, la soldadura fuerte y la soldadura blanda.<\/p>\n\n\n\n

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Soldadura<\/h4>\n\n\n\n

La mayor\u00eda de la gente habr\u00e1 visto o hecho alg\u00fan tipo de soldadura en su vida. Un proyecto com\u00fan de ciencias en la escuela media podr\u00eda incluir rociar un cord\u00f3n de soldadura de metal fundido sobre cables de cobre para conectar una bater\u00eda a una bombilla. Para ello, una pistola de soldar calienta un alambre que contiene una aleaci\u00f3n que suele estar compuesta principalmente de esta\u00f1o, aleado con otros metales como cobre, antimonio o plata. La aleaci\u00f3n se suspende en un fundente que ayuda al flujo de la soldadura, dise\u00f1ado para mantener limpia y libre de \u00f3xido la superficie del componente que se est\u00e1 soldando, y luego se evapora dejando s\u00f3lo la aleaci\u00f3n met\u00e1lica deseada. Debido al fundente y a la naturaleza de la aleaci\u00f3n, la soldadura se funde a una temperatura inferior a la de los hilos de cobre, por lo que puede utilizarse como un cord\u00f3n de pegamento que, una vez fr\u00edo, mantiene unidos los dos hilos. Y debido a la naturaleza met\u00e1lica de la aleaci\u00f3n, la soldadura puede ayudar a conducir la electricidad a trav\u00e9s de la conexi\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

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Soldadura<\/h4>\n\n\n\n

La soldadura lleva la uni\u00f3n de metales un poco m\u00e1s lejos. En lugar de calentar s\u00f3lo el metal de aportaci\u00f3n, la soldadura calienta tambi\u00e9n las dos piezas met\u00e1licas que se van a unir, de forma que los dos metales se funden. Es posible que haya visto a un soldador en acci\u00f3n en un taller de chapa y pintura. Un accidente de coche puede deformar una pieza met\u00e1lica que haya que retirar y sustituir, por lo que un t\u00e9cnico de carrocer\u00eda puede utilizar un soplete de acetileno para cortar la pieza da\u00f1ada y sustituirla por una nueva, cortada para que coincida con la original y soldada en su sitio.<\/p>\n\n\n\n

La soldadura de dos metales crea una uni\u00f3n fuerte, ya que los metales de ambas partes en la uni\u00f3n se han fusionado. La estructura cristalina de las dos piezas distintas se ha entremezclado y puede actuar como si siempre hubieran formado parte de la misma estructura. Las condiciones \u00f3ptimas de soldadura dependen de que las dos piezas que se sueldan tengan una estructura cristalina original similar, lo que suele significar que est\u00e9n hechas de la misma aleaci\u00f3n met\u00e1lica, o de una bastante similar.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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ADVERTENCIA:<\/strong> Nunca mires directamente a una chispa de soldadura. La temperatura en el punto de soldadura puede superar con creces los 6.000 grados Fahrenheit, \u00a1y la chispa puede ser m\u00e1s brillante que el sol!<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Brazing<\/h4>\n\n\n\n

La soldadura fuerte se sit\u00faa entre la soldadura blanda y la soldadura fuerte. Al igual que la soldadura blanda, la soldadura fuerte utiliza un material de aportaci\u00f3n que se funde y enfr\u00eda, uniendo dos piezas a lo largo de una costura o utilizando la acci\u00f3n capilar para rellenar un hueco. Seg\u00fan la American Welding Society, para soldar se utiliza un material de aportaci\u00f3n que se funde a 450 grados Celsius (840 grados Fahrenheit) o menos, mientras que la soldadura fuerte emplea un metal de aportaci\u00f3n que requiere temperaturas m\u00e1s altas para fluir. Sin embargo, las temperaturas de la soldadura fuerte no son tan altas como para fundir y fusionar las estructuras cristalinas del material de partida.<\/p>\n\n\n\n

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El material de soldadura fuerte puede tener cualidades similares a las del material de partida, pero est\u00e1 aleado de forma que el material de aportaci\u00f3n tenga un punto de fusi\u00f3n ligeramente inferior. Para garantizar que el material de aportaci\u00f3n se funde sin modificar la estructura del material de partida, el proceso de soldadura fuerte requiere un mayor grado de uniformidad t\u00e9rmica y control del proceso. Al ejercer estos controles, el material de aportaci\u00f3n puede actuar de forma predecible, utilizando la acci\u00f3n capilar para rellenar costuras o huecos de forma suficientemente uniforme para crear uniones fuertes y herm\u00e9ticas.<\/p>\n\n\n\n

La soldadura fuerte tiende a dejar uniones limpias y atractivas que no suelen requerir un procesamiento adicional significativo. Una vez que las piezas se han soldado, no es necesario ning\u00fan tratamiento t\u00e9rmico adicional para restaurar las cualidades met\u00e1licas originales de la pieza, ya que s\u00f3lo se ha calentado el material de soldadura hasta el punto de transformaci\u00f3n l\u00edquida; la integridad del metal de las piezas originales no se ha visto afectada.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Las piezas soldadas tienen un menisco curvado en la junta que a menudo recuerda a un cord\u00f3n de masilla fresco alrededor de una ba\u00f1era. Este menisco a\u00f1ade estabilidad a la pieza, reduciendo las concentraciones de tensi\u00f3n y mejorando las propiedades de fatiga en la uni\u00f3n.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

\u00bfPor qu\u00e9 soldadura al vac\u00edo?<\/h3>\n\n\n\n

La soldadura al vac\u00edo permite unir materiales utilizando un material de aportaci\u00f3n que no requiere un fundente aparte para mantener a raya los \u00f3xidos. Mantener el vac\u00edo durante la soldadura hace la mayor parte del trabajo de mantener el ox\u00edgeno fuera del proceso. Esto es importante para los clientes que tienen piezas muy espec\u00edficas en las que cualquiera de los productos qu\u00edmicos o metales que pueden incluirse en un fundente podr\u00edan crear impurezas no deseadas en la uni\u00f3n final. El resultado son piezas excepcionalmente limpias.<\/p>\n\n\n\n

Dado que los hornos de vac\u00edo se dise\u00f1an teniendo en cuenta el control de la temperatura, los metal\u00fargicos saben que un horno de vac\u00edo puede calentar el material de soldadura fuerte y las piezas que se van a unir con precisi\u00f3n, uniformidad y repetibilidad. Las piezas con complejidad arquitect\u00f3nica que deben unirse en lugares de dif\u00edcil acceso o los conjuntos con un gran n\u00famero de uniones se sueldan m\u00e1s f\u00e1cilmente en un entorno de horno de vac\u00edo.<\/p>\n\n\n\n

La soldadura fuerte en vac\u00edo tambi\u00e9n es excelente cuando hay que unir dos piezas con secciones transversales muy finas o muy gruesas con cierta integridad estructural. Las piezas finas dependen del control preciso de la temperatura para no deformarse, mientras que las piezas de secci\u00f3n transversal m\u00e1s gruesa pueden contar con la supervisi\u00f3n del termopar para garantizar un tiempo de inmersi\u00f3n adecuado, calentando la pieza uniformemente.<\/p>\n\n\n\n

La atm\u00f3sfera y el control de temperatura que se encuentran en un horno de vac\u00edo permiten una temperatura constante para piezas con superficies complejas. Al calentar y enfriar las piezas a un ritmo predecible, un horno de vac\u00edo proporciona un control excepcional sobre la transformaci\u00f3n de la aleaci\u00f3n de soldadura en l\u00edquido a una temperatura que no transformar\u00e1 ni distorsionar\u00e1 las piezas a unir.<\/p>\n\n\n\n

Otra ventaja significativa de utilizar una soluci\u00f3n de soldadura al vac\u00edo es la capacidad de controlar los subproductos del proceso. Los sistemas de hornos de vac\u00edo est\u00e1n dise\u00f1ados para controlar y procesar los gases de escape mejor que un ba\u00f1o de sal o una soluci\u00f3n atmosf\u00e9rica comparables, y no requieren productos qu\u00edmicos agresivos ni sales fundidas que habr\u00eda que contener y eliminar cuidadosamente. Las recetas limpias de soldadura fuerte al vac\u00edo no requieren una limpieza adicional de las piezas tras el proceso, lo que tambi\u00e9n reduce los residuos qu\u00edmicos.<\/p>\n\n\n

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\u00bfPor qu\u00e9 soldadura fuerte de aluminio?<\/h3>\n\n\n\n

Aunque se pueden utilizar muchos metales diferentes para soldar piezas, como el cobre, la plata, el lat\u00f3n y las aleaciones de n\u00edquel, el aluminio es un material ligero pero resistente que puede unirse a una gran variedad de aleaciones met\u00e1licas.<\/p>\n\n\n\n

Encontrar\u00e1 piezas soldadas de aluminio siempre que necesite transferir calor de un l\u00edquido al aire circundante en un sistema l\u00edquido cerrado. Art\u00edculos como radiadores de autom\u00f3vil, intercoolers, unidades de aire acondicionado o evaporadores. Las geometr\u00edas complejas de tuber\u00edas que serpentean de un lado a otro a lo largo de una trayectoria estricta con una gran superficie son una situaci\u00f3n ideal para utilizar la soldadura fuerte de aluminio al vac\u00edo a fin de garantizar un sellado completo en todas las curvas y valles de la pieza.<\/p>\n\n\n\n

La soldadura fuerte de aluminio en vac\u00edo tambi\u00e9n es atractiva para piezas que exigen limpieza: componentes aeroespaciales, dispositivos m\u00e9dicos u otras piezas de alta precisi\u00f3n. Dado que la limpieza de la pieza es un paso necesario antes del proceso de soldadura fuerte, un proceso sin atm\u00f3sfera probablemente dar\u00e1 como resultado un producto acabado limpio y sin \u00f3xido.<\/p>\n\n\n\n

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\u00bfPor qu\u00e9 comprar un horno dedicado a la soldadura fuerte del aluminio al vac\u00edo?<\/h3>\n\n\n\n

La soldadura fuerte de aluminio al vac\u00edo puede realizarse t\u00e9cnicamente en pr\u00e1cticamente cualquier horno de vac\u00edo con una zona caliente met\u00e1lica, pero no se recomienda. Un horno dedicado a la soldadura fuerte de aluminio al vac\u00edo, como el horno VAB de Ipsen, tiene caracter\u00edsticas que un horno de vac\u00edo est\u00e1ndar no tiene, y el proceso es duro en un horno de una manera que muchos otros procesos de tratamiento t\u00e9rmico no lo son.<\/p>\n\n\n\n

Mientras que la mayor\u00eda de los hornos de vac\u00edo de Ipsen est\u00e1n optimizados para operar a temperaturas entre 1.000 \u00b0F y 2.400 \u00b0F (540 \u00b0C - 1.320 \u00b0C), el horno VAB se centra en operaciones entre 600 \u00b0F y 1.200 \u00b0F (320 \u00b0C - 650 \u00b0C), donde se produce el estado l\u00edquido de la mayor parte del material de relleno de aluminio.<\/p>\n\n\n\n

Los controles de termopar adicionales garantizan que las temperaturas en toda la c\u00e1mara mantengan un rango variable ajustado de 10 \u00b0C (50 \u00b0F) de delante hacia atr\u00e1s y de arriba hacia abajo. Esta intensa precisi\u00f3n a temperaturas m\u00e1s bajas es necesaria para cumplir los exigentes est\u00e1ndares de industrias como la aeroespacial y la aeron\u00e1utica.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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\u00bfSab\u00edas que...?<\/h3>\n\n\n\n

La NASA complet\u00f3 recientemente un estudio a bordo de la ISS sobre la soldadura fuerte de aluminio en microgravedad, bautizado como \"BRazing of Aluminum alloys IN Space\" (soldadura fuerte de aleaciones de aluminio en el espacio), lo que garantiza el acr\u00f3nimo \"BRAINS\".

El estudio examin\u00f3 los efectos de la microgravedad en la soldadura fuerte del aluminio, tanto en atm\u00f3sfera de nitr\u00f3geno a baja presi\u00f3n como en alto vac\u00edo.

\"Adem\u00e1s de la ciencia fundamental asociada a la soldadura de aluminio en condiciones de microgravedad, los objetivos pragm\u00e1ticos son dos.

\"En primer lugar, se puede utilizar un proceso de soldadura fuerte para mitigar las consecuencias de los impactos a alta velocidad de micrometeoritos y\/o basura espacial, y la posible penetraci\u00f3n catastr\u00f3fica de objetos fabricados en aluminio en el espacio.

\"En segundo lugar, la construcci\u00f3n en el espacio requerir\u00eda unir conjuntos complejos (por ejemplo, sistemas de h\u00e1bitats), con la soldadura fuerte proporcionando una opci\u00f3n de fabricaci\u00f3n significativa de uni\u00f3n permanente (tanto en el vac\u00edo del espacio abierto, como bajo atm\u00f3sfera controlada en h\u00e1bitats espaciales confinados).\"

Fuente: nasa.gov<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

\"La mayor parte del material de aluminio de la serie 4000 entra en estado l\u00edquido en torno a los 565 \u00b0C a 575 \u00b0C. Los puntos de ajuste de la atm\u00f3sfera suelen estar en torno a los 625 \u00b0C. Es importante no dejar que el material base (normalmente aluminio de la serie 3000) supere los 603 \u00b0C para evitar la erosi\u00f3n.\"<\/h6>\n\n\n\n
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- Jim Haggerty, Global Aluminum Brazing<\/h6>\n\n\n\n
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Al soldar aluminio en un horno de vac\u00edo, uno de los mayores problemas a los que se enfrentan los operarios es la acumulaci\u00f3n de \u00f3xido de magnesio. El magnesio se utiliza como aditivo del material de aportaci\u00f3n de aluminio, actuando de forma muy parecida a un fundente. Las aleaciones de aluminio que incluyen magnesio tienen un punto de fusi\u00f3n m\u00e1s bajo que el aluminio puro u otras aleaciones comunes. Cuando el material de soldadura se calienta, el magnesio liberado se vaporiza y busca los \u00e1tomos de ox\u00edgeno restantes en el horno de vac\u00edo, manteni\u00e9ndolos alejados de la uni\u00f3n. El magnesio tambi\u00e9n atacar\u00e1 cualquier \u00f3xido de aluminio que exista en la superficie del aluminio para garantizar que el material de soldadura fuerte restante se adhiera a las piezas de manera uniforme.<\/p>\n\n\n\n

Estas reacciones qu\u00edmicas se producen cuando el horno alcanza y supera los 570 \u00b0C (1.060 \u00b0F), creando un \"magburst\", un pico de desgasificaci\u00f3n. El dise\u00f1o \u00f3ptimo de un horno para hacer frente a este salto en la desgasificaci\u00f3n debe contar con un sistema de bombeo lo suficientemente robusto como para mantener un vac\u00edo del 10-4<\/sup> a 10-5<\/sup> torr. Como el horno de vac\u00edo sigue bombeando los nuevos gases, el proceso puede dejar residuos de desgasificaci\u00f3n en las paredes de la zona caliente.<\/p>\n\n\n\n

La manipulaci\u00f3n de los residuos de \u00f3xido de magnesio es complicada, ya que tienen una composici\u00f3n qu\u00edmica similar a la de una llamarada de carretera. La mayor parte del tiempo de mantenimiento empleado en un horno de vac\u00edo que realice soldadura fuerte de aluminio se dedicar\u00e1 a limpiar estos dep\u00f3sitos de \u00f3xido de magnesio. El raspado de las paredes de la c\u00e1mara y de los escudos de la zona caliente debe hacerse con un material de raspado no ferroso para evitar crear una chispa que encienda el \u00f3xido de combusti\u00f3n r\u00e1pida. Si la acumulaci\u00f3n de \u00f3xido de magnesio es demasiado pesada y dif\u00edcil de raspar, puede ser necesario utilizar un ciclo de quemado con aire para romper los grupos de \u00f3xido de magnesio m\u00e1s grandes. Una vez eliminada la mayor parte del residuo, es necesario realizar un quemado en vac\u00edo normal para acondicionar el horno para la futura producci\u00f3n de soldadura fuerte. Las bombas de difusi\u00f3n tambi\u00e9n deber\u00e1n limpiarse peri\u00f3dicamente, siguiendo las especificaciones del fabricante.<\/p>\n\n\n\n

Actualmente, Ipsen produce hornos VAB que incluyen placas colectoras de magnesio. Esta innovaci\u00f3n en el dise\u00f1o ayuda a los clientes a reducir el tiempo de inactividad por mantenimiento y evita la acumulaci\u00f3n de magnesio en zonas como el conducto de alimentaci\u00f3n del horno y los conductos de alimentaci\u00f3n de los termopares, zonas que pueden ser dif\u00edciles de mantener limpias.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Algunas de las reacciones qu\u00edmicas que se producen durante el proceso de soldadura fuerte del aluminio son:
Mg + H2O \u2192 MgO + H2
Mg + O2 \u2192 2 MgO
Mg + Al2O3 \u2192 MgO + Al
Mg + N2 \u2192 Mg3N2<\/p>\n\n\n\n

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Residuo de \u00f3xido de magnesio tras un proceso t\u00edpico de soldadura fuerte de aluminio al vac\u00edo<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

Conclusi\u00f3n<\/h3>\n\n\n\n

La soldadura fuerte de aluminio al vac\u00edo es una soluci\u00f3n probada y demostrada para unir piezas met\u00e1licas dentro de valles profundos o geometr\u00edas complejas. Las empresas que deseen realizar soldadura fuerte de aluminio al vac\u00edo necesitan un horno que pueda proporcionar niveles de vac\u00edo profundos, un control preciso de la temperatura y una excelente uniformidad de la temperatura.<\/p>\n\n\n\n

El proceso de soldadura fuerte del aluminio requiere un mayor grado de control del proceso y uniformidad de la temperatura a una temperatura inferior a la de un horno de vac\u00edo convencional. Utilizar un horno de vac\u00edo est\u00e1ndar para los procesos habituales de soldadura fuerte de aluminio es un poco como utilizar un mazo para colgar un cuadro en el sal\u00f3n: la soldadura fuerte de aluminio requiere temperaturas m\u00e1s bajas con mayor precisi\u00f3n t\u00e9rmica.<\/p>\n\n\n\n

Un horno dedicado a la soldadura fuerte de aluminio al vac\u00edo, como el horno VAB de Ipsen, proporciona las condiciones \u00f3ptimas al crear un vac\u00edo constante que puede soportar un magburst, mantener un control preciso de la temperatura y el vac\u00edo, y minimizar los costosos tiempos de inactividad y mantenimiento que suelen ser necesarios tras la soldadura fuerte en otros hornos.<\/p>\n\n\n\n

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Colaboradores: Jim Grann - Director T\u00e9cnico de Ipsen, Mark Heninger - Director de Ventas de Equipos de Ipsen, John Pease - Director Regional de Ventas de Ipsen, <\/em>Jim Haggerty - Propietario de Global Aluminum Brazing, LLC<\/em><\/a><\/p>\n\n\n\n

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