La soldadura por combustión, soldadura autógena, o soldadura a gas, es un procedimiento o técnica de soldadura utilizado para unir dos piezas de igual o distinta naturaleza, mediante la que se calientan los bordes de los materiales a unir hasta su temperatura de fusión, lo que se consigue mediante el calor que genera la llama formada por la combustión de un gas combustible con un gas comburente. En el caso de la soldadura por combustión de acetileno con oxígeno (denominada soldadura oxiacetilénica) la temperatura es de unos 3100 °C.

Características Se trata de un proceso de soldadura con fusión, normalmente sin aporte externo de material metálico. Es posible soldar casi cualquier metal de uso industrial: cobre y sus aleaciones, magnesio y sus aleaciones, aluminio y sus aleaciones, así como aceros al carbono, aleados e inoxidables.

La 'soldadura a gas' fue unos de los primeros procesos de soldadura de fusión desarrollados que demostraron ser aplicables a una extensa variedad de materiales y aleaciones. Durante muchos años fue el método más útil para soldar metales no ferrosos.

Actualmente ha sido desplazada casi por completo por la soldadura por arco debido a los problemas que plantea (como las impurezas que introduce en el baño de fusión, o su difícil automatización, que da lugar a un bajo rendimiento), aunque sigue utilizándose por suponer un proceso de soldadura versátil, quedando restringido su uso a la soldadura de chapa metálica, cobre y aluminio. El equipo de soldadura a gas se puede utilizar también para la soldadura fuerte, blanda y para el corte de acero.

Tanto el gas comburente como el gas combustible son alimentados al soplete desde botellas (a veces denominadas cilindros o botellones) o, en ocasiones, desde redes fijas de suministro de gases, a través de reductores de presión (manorreductor) y mangueras flexibles. El suministro de los dos gases es regulado mediante su respectivo manorreductor, hasta llegar al soplete, en donde se mezclan antes de salir por la boquilla. El caudal máximo de flujo de gas depende del diámetro del orificio de la boquilla y la presión máxima de suministro de los gases. A partir de aquí, el caudal de trabajo es regulado mediante el correspondiente manorreductor. Se inicia la combustión de esta mezcla por medio de un mecanismo de ignición (como un mechero por fricción) y la llama resultante funde el material de las piezas a unir o, en los casos en que se utilice, el material de aportación (generalmente acero o aleaciones de zinc, estaño, cobre o bronce) que permite un enlace de la aleación con la superficie a soldar (en este caso el material de aportación es suministrado por el operador del soplete).

La soldadura autógena tiene los tipos siguientes: Oxiacetilénica (acetileno con aire u oxígeno) Con gas natural Con oxígeno y propano Con hidrógeno

siendo la de oxiacetilénica de acetileno con oxígeno la más habitual.

Las características térmicas de varios gases combustibles se indican en la siguiente tabla:Características de combustión

Gas combustibleTemperatura de llama teórica °Intensidad de combustión cal/cm3/sUsoAcetileno32703500Soldadura y corteMetano31001700Soldadura fuerte y blandaPropano31851500Soldadura en generalHidrógeno28102100Uso limitadoEl valor de una mezcla de gas combustible para el calentamiento depende de la temperatura de la llama y de la intensidad de la combustión.

La llama resultado de esta combustión tiene las siguientes zonas:

En el cono interno el acetileno, al ser oxidado, se transforma en hidrógeno y monóxido de carbono según la siguiente reacción:

En la parte externa de la llama estos gases se combinan con el oxígeno de la atmósfera para formar dióxido de carbono y vapor de agua.

Para obtener una llama neutra, las escalas del volumen del flujo de acetileno y de oxígeno son ajustadas hasta que el cono interno llega a su medida máxima con una frontera claramente definida. La composición del envoltorio no tiene entonces de reacción a acero de bajo contenido de carbono. Si se suministra oxígeno en dosis excesivas, el cono interno se hace más pequeño y puntiagudo y la llama resultante descarbura el acero. Por otro lado, un exceso de acetileno hace que el cono desarrolle un envoltorio exterior en forma de pluma (como la de las aves) y la llama será carburante.

Para el acero de alto contenido de carbono y en el tratamiento de superficies duras se utiliza la llama carburante para evitar la descarburización y producir un depósito de fundición de alto contenido de carbono en la superficie, que permitirá el enlace de la aleación de superficie sin dilución excesiva. Es especialmente importante no soldar aceros austeníticos inoxidables con una llama carburante, puesto que dará lugar a una subida de carbono, y en consecuencia, a la corrosión integranular.

Equipo de soldadura Una ventaja del equipo de soldadura oxiacetilénica es barato y fácil de transportar. Su función principal es suministrar la mezcla de gases a una velocidad, presión y proporción adecuadas. El equipo está compuesto por:

Botella de acetileno Botella de oxígeno Válvulas de seguridad o anti-retroceso Mangueras Manorreductores Soplete Accesorios (encendedores, escariadores)

A continuación vamos a explicar cada uno de estos componentes:

Acetileno thumb|Botella acetileno

Es el gas consumible. Es un gas incoloro, más ligero que el aire y altamente inflamable.

Las botellas de acetileno se cargan a 15 bares a una temperatura de 15 °C. Estas botellas son de paredes gruesas.

Las materias primas que se utilizan para su fabricación son el carburo de calcio y el agua. Se obtiene por reacción del carburo con el agua. El gas que se obtiene es el acetileno, que tiene un olor particular que proviene sobre todo de la presencia de hidrógeno fosforado.

El acetileno explota si se comprime, para almacenarlo se disuelve en acetona y se guarda en botellas rellenas de una sustancia esponjosa.

Para su identificación se pinta de color rojo las botellas y en su parte superior se pinta de color marrón.

La presión de servicio no deberá superar 1 bar y la velocidad de salida no deberá ser mayor de 7 m/s.

El acetileno es explosivo en contacto con plata, mercurio o aleaciones con más de un 70 % de cobre, por lo que las tuberías no deberían ser de ninguno de estos materiales.

Oxígeno thumb|Botella oxígeno

Es un gas inodoro, incoloro e insípido. Se extrae industrialmente del aire o del agua. No es un gas inflamable pero inicia y mantiene la combustión de materiales combustibles por lo que no se debe almacenar cerca de los gases combustibles.

Se suele suministrar en botellas a 200 kg aunque actualmente se suministran en botellas de menores dimensiones.

La ojiva se pinta de color blanco con las letras OX en negro y el cuerpo es de color negro.

Manorreductores (Reguladores de Presión)

thumb|Manorreductor acetileno (color rojo) thumb|Manorreductor oxígeno

Son los dispositivos que se instalan en los grifos o válvulas de las botellas de oxígeno y acetileno. Su objetivo es suministrar gas a presión constante sin depender de la progresiva variación que existe en el interior de la botella.

Estos reguladores de presión constan de dos manómetros: el primero llamado de alta presión y va pegado a la válvula de la botella que nos muestra la presión con que vienen cargadas de presión, ya sea la botella de oxígeno o la de acetileno. Y el segundo manómetro de baja presión, que nos permitirá regular la presión de trabajo.

La regulación de la presión se efectúa por la apertura y cierre de una aguja obturadora. El mecanismo de apertura y cierre está compuesto por una membrana flexible y dos muelles. A través de un tornillo de expansión con el que se puede regular la presión de trabajo.

Soplete

Son dispositivos destinados a mezclar los gases para generar su perfecta combustión. El soplete tiene en la parte central el dispositivo mezclador de gases, dentro del cual y por medio de unas llaves se regula la cantidad de uno y otro gas que se necesitan para conseguir la llama deseada. Dicha mezcla fluye hasta la boquilla de salida a través de un tubo acodado denominado lanza.

Todos los sopletes tienen en su parte posterior las tomas donde van conectadas las mangueras, para evitar errores, la entrada de oxígeno lleva las letras OX y es de rosca a derecha y la de acetileno lleva las letras AC y es de rosca a izquierda.

Están equipados con un juego de boquillas calibradas que se identifican por la numeración que tiene marcada. A mayor numeración mayor diámetro de salida y por tanto mayor caudal de gases.

Válvulas de seguridad

Son los mecanismos situados entre el soplete y las botellas, su misión es evitar que las llamas puedan introducirse en las mangueras.

Están compuestas por un tubo poroso, por el que se desplaza en su interior un émbolo que en posición de reposo se encuentra obstruyendo el paso de gas, debido a la presión de un muelle que se encuentra en el lado opuesto a su desplazamiento.

Son dos los mecanismos de seguridad que han de estar en perfecto estado de funcionamiento y que habrá que cambiarse con cierto periodo.

La llama oxiacetilénica

Zonas de la llama thumb|Forma de la llama

Es importante a la hora de realizar el proceso controlar las características de la llama, se pueden distinguir 3 zonas diferenciadas en la llama que depende de la composición de oxígeno-acetileno:

Dardo Es la primera zona situada inmediatamente a la salida de la boquilla, caracterizada por ser una zona cónica, brillante, en su extremo final se alcanza la mayor temperatura.

Zona reductora o pluma

Zona que se encuentra alrededor del dardo, de color azul, y atmósfera reductora. Descompone los óxidos metálicos, purificando la soldadura. La temperatura va descendiendo a medida que se aleja del dardo.

Penacho

Zona exterior rosada (más amplia que las anteriores) donde se produce la combustión secundaria. Esta zona es oxidante y rica en nitrógeno, evita que el oxígeno atmosférico entre en contacto con los metales calientes evitando su oxidación. Su temperatura varía entre 1200 y 1700 grados centígrados.

Carácter de la llama

Dependiendo la mezcla de oxígeno-acetileno podemos distinguir cuatro tipos de llamas:

Llama humeante o acetilénica

Se le nombra así porque únicamente está compuesta por acetileno y en la punta de la llama se forma un humo denso y negro. Esta llama es Inutilizable.

Llama carburante o reductora

Exceso de acetileno. Posee una combustión irregular, penacho alargado y blanco. Dentro de esta llama se observan tres divisiones: Cono o dardo de tamaño pequeño, Pluma y finalmente la llama envolvente que es la más grande. Este tipo de llama, reduce los óxidos del acero y carbura el metal de aporte en el proceso. Indicado para bronces, latones y soldar aceros sin material de aporte.

Llama neutra o normal

La relación acetileno-oxígeno es 1:1. El dardo está bien definido y presenta un aspecto entre blanco y verde, aquí desaparece absolutamente la pluma. El penacho es sombreado. Es la más utilizada.

Llama oxidante

Exceso de oxígeno. El dardo presenta un color azul y corto. El penacho es casi inexistente ya que los gases se queman por completo. Empleado para soldadura de cobre y sus aleaciones, así como descarburante en la soldadura de aceros.

Fundentes

Son sustancias con importantes funciones en este tipo de soldadura, los fundentes se aplican a las piezas a unir para deshacer los óxidos superficiales y formar una película protectora para evitar la oxidación durante el proceso. El calentamiento de la superficie de un metal acelera la formación de óxidos, que son el resultado de una reacción química entre el metal caliente y el oxígeno del aire.

Los trabajos que desempeña un fundente son: Fundir y llegar a estar activo por debajo del punto de fusión del material de aporte.