1. 3
Introducción
La soldabilidad es la aptitud que tiene un metal o aleación para formar uniones
soldadas. No obstante, este término denota un grupo extremadamente complejo
de propiedades tecnológicas y es también función del proceso. Las fundiciones
constituyen aleaciones base hierro con contenidos en carbono y otros elementos
que le ofrecen algunas propiedades que el diseñador requiere pero a su vez este
material tiene resistencia a la tracción, con baja ductilidad y alargamiento,
resultando difícil de reparar mediante soldadura, a causa de formación de
carburos a partir del grafito, lo que produce la tendencia a la figuración en la zona
del borde de fusión. En esta investigación ahondaremos en la soldabilidad de las
fundiciones, de los metales, sus aleaciones y del aluminio y sus aleaciones.

2. 4
Desarrollo.
Soldabilidad de las Fundiciones
No se puede generalizar sobre la soldabilidad de los materiales como pudiera
hacerse con otras propiedades. Sin embargo se pueden formular algunas
directrices. La soldabilidad de los aceros depende también del contenido de
carbono y de los elementos aleados. Los aceros comunes tienen muy buena
soldabilidad cuando no contienen más de 0,20% de carbono, y entre los aleados
pocos son los aceros de muy buena soldabilidad, siendo los más característicos
los Cr y Mo con bajo contenido de carbono. En los aceros mencionados, la
resistencia de las juntas soldadas resulta igual o superior a la del resto del material
y cuando esto no puede lograrse, se dice que los aceros no son soldables o que
tienen escasa soldabilidad.
En la práctica se distinguen varios tipos de soldabilidad. Existe la operatoria, la
soldabilidad metalúrgica y la soldabilidad constructiva, la soldabilidad operatoria es
indispensable y determina el que un material pueda o no ser soldado, la
soldabilidad operativa está relacionada con el enlace de los átomos, de las
moléculas o de los iones que forman el material. El enlace metálico tiene elevada
soldabilidad operativa. La soldabilidad metalúrgica determina hasta qué punto
puede soldarse dos metales sin que su composición represente inconvenientes
graves por fusión, oxidación, tratamiento térmico, etc. La soldabilidad constructiva
se refiere a la facilidad con que puede unirse dos metales para lograr formas que
resistan los esfuerzos a que van sometidos, garantizado su duración.
Todos los metales se pueden soldar, aunque para algunos se requiere mucho
más cuidado y habilidad para producir juntas fuertes y dúctiles aceptables. El
termino soldabilidad ha sido acuñado para describir la facilidad con la cual se
puede soldar apropiadamente en un metal. Una buena soldabilidad significa que
se puede utilizar casi cualquier proceso para producir soldaduras aceptables y que

3. 5
se necesita poco esfuerzo para controlar los procedimientos. Una soldabilidad
pobre significa que los procesos utilizados son limitados y que la preparación de la
junta y los procedimientos utilizados para fabricarla deben ser controlados
cuidadosamente o las piezas no funcionaran como se pretende
La AWS define la soldabilidad como “la capacidad de un metal para ser soldado
bajo las condiciones de fabricación impuestas, de manera específica y apropiada a
una estructura diseñada y para funcionar satisfactoriamente en el servicio
pretendido”
Metales y sus Aleaciones
Acero alto carbono
Generalmente los aceros altos en carbono tienen un contenido de carbono de
0.50% a 0,90%. Estos aceros son mucho más difíciles de soldar que cualquiera de
los aceros bajos en carbono o medio. Por el alto contenido de carbono, la zona
afectada por el calor se puede transformar en martensita muy dura y frágil. El
soldador puede evitar esto, utilizando procedimientos de calentamiento previo y
seleccionando los que producen entradas de energía alta de la soldadura, para la
temperatura de calentamiento previo para el contenido especifico de carbono.
En la soldadura por arco de acero alto en carbono, se utilizan generalmente
electrodos de arco protegidos para aceros de arco templado.
Aceros medio en Carbono
Se lleva acabo la mejor soldadura de aceros con carbonos medio, que tienen
de 0,30% a 0,50% de contenido de carbono, por medio de varios procesos de
fusión, dependiendo del contenido de carbono en el metal base. Las técnicas de
soldadura y los materiales utilizados son dictados por las características
metalúrgicas del metal a ser soldado. Para aceros con un contenido de más de

4. 6
0,40% de carbono, tratamientos de calentamiento previo y tratamiento posterior se
requieren generalmente para producir una soldadura satisfactoria. Electrodos de
arco protegido se pueden utilizar para soldaduras de este tipo de acero. Puede
que sea necesario el uso de un electrodo con un contenido de hidrogeno para
reducir la tendencia a grietas bajo cordones
Aceros para herramientas
Debido a que el acero para herramientas tiene un contenido de carbono de
0,8% a 1,50% es muy difícil de soldar. Se pueden emplear soldadura con gas si el
material tiene bajos rangos de carbono. No obstante, al soldar acero de
herramientas con el método de soldadura con gas, las varillas seleccionadas para
la soldadura deben tener un contenido de carbono igual que el del metal base. La
soldadura con gas requiere ajustes de llamas correctos y una manipulación
cuidadosa de la llama y las varillas. Se recomienda la práctica de precalentar el
metal, seguido de un recocido lento después de soldar. Para obtener una
soldadura fuerte es deseable una llama carburante o neutral
Al soldar con arco los aceros de herramientas, se debe seguir uno de los
siguientes procedimientos:
 Recocer las piezas, precalentar y soldar con un electrodo
apropiado y entonces tratar con calor para restaurar las
propiedades originales al metal
 Precalentar las piezas y depositar una o ma capas en las
superficies de los cortes de la junta con un electrodo especial
de recubrimiento antes de depositar los cordones de soldadura
que unen la junta

5. 7
Aceros con alto contenido de manganeso
El acero con alto contenido de manganeso contiene 12% o mas de manganeso
y carbono con un rango de 1% a 1.4%. Estos aceros son utilizados para
resistencia al desgaste en aplicaciones que involucran impacto. Se utilizan en
construcciones como pala mecánicas, moledores de roscas, equipamientos de
minería, taladros, corazones de cruce y etcétera. Estas aleaciones son
austeniticas y, por lo tanto, son resistentes.
Cuando son inspeccionadas, forman una capa dura de mar tensita en la
superficie, la cual prevé resistencia al desgaste. Al desarrollarse la mar tensita
durante el trabajo de endurecimiento esta alcanza un nivel donde empieza a
deformarse como hongo, como la cabeza de un cincel o los bordes de un raíl de
ferrocarril. Al desgastarse los componentes en servicio, se reparan con electrodos
de composiciones similares. Se debe de tener cuidado de no inhalar el humo que
produce por su alto contenido en manganeso
Hierro fundido
Al soldar hierro fundido, la ductilidad de la soldadura es critica por la fragilidad
del hierro fundido en si. Todos los grados del hierro fundido tienen un alto
contenido de carbono en un rango generalmente d 2 % a 4 %. Los grados mas
comunes de hierro fundido contienen un total de carbono de 2,5% a 3,5%. Parte
de ese carbono esta combinado y parte se encuentra en un estado libre como el
grafito. Se pueden soldar el hierro fundido gris, el hierro fundible maleable y el
hierro fundido nodular. El hierro fundido blanco es casi imposible de soldar.
El hierro fundido esencialmente no tiene ductilidad su fuerza de tracción puede
ser tan baja como 20.000psi (1.406kg/cm²). Por eso es importante estar atentos a
la formación de grietas originadas por la expansión y contracción durante el
proceso de soldadura
La soldadura con éxito del hierro fundido depende de las habilidades del
operador. No se debe soldar el hierro fundido tan rápidamente como el acero

6. 8
dulce. La mayoría de los trabajos de soldadura de hierros fundibles maleables y
nodulares se pueden soldar, utilizando el proceso de soldadura por arco metalico
protegido después del calentamiento previo extenso. La soldadura terminada debe
ser enfriada lentamente. La temperatura de calentamiento previo tiene que ser por
lo menos de 600ºF (315ºC) y preferiblemente alrededor de 900ºF(482ºC) a 1200ºF
(650ºC). El calentamiento previo debe aplicarse lo mas uniformemente posible y el
enfriamiento debe ser controlado. Es importante soldar el hierro fundido mantener
la profundidad de la fusión o penetración al mínimo para prevenir la transformación
del metal en una estructura no deseada.
El hierro fundido se puede soldar, utilizando el método de oxiacetilénica o el
método de arco metálico protegido. Otros métodos de soldadura se pueden
utilizar, pero no se consideran tan efectivos. El proceso de arco metálico protegido
tiene altos niveles de deposición. Pero es necesario el enfriamiento entre pasadas
para prevenir la acumulación de calor. Los dos tipos de electrodos que se pueden
utilizar al soldar hierro fundido con el proceso de arco metálico protegido se
pueden mecanizar o no. Los que se pueden mecanizar depositan un metal de alto
níquel y de metal soldable de níquel-hierro o una composición de níquel cobre.
Los metales depositados son blandos y fácilmente mecanizables. Los no
mecanizables tienen un núcleo de acero dulce recubierto con un recubrimiento
especial. El depósito es muy duro y se utiliza solo cuando no es necesario labrarlo.
Todos estos electrodos se utilizan al producir uniones herméticas. Son utilizadas
primordialmente para reparar camisas de agua, bloques de motor, cajas de
transmisiones y otros montajes similares.
Al utilizar una llama de oxiacetileno para soldar hierro fundido, se debe utilizar
una varilla especial de aportación de hierro fundido con un alto contenido de silicio.
Con este tipo de varilla, queda suficiente silicio en el área soldada después de la
soldadura. Se convoca al flux apropiado para mantener el fluido del baño y evitar
respiraderos en el área de la soldadura. Se puede utilizar soldadura fuerte para
reparar piezas moldeadas rotas. Esto limita el tamaño de la zona frágil, afectada
por el calor que se esta formando en el metal base. Después de este método de

7. 9
soldadura sin embargo la pieza no puede estar expuesta a una temperatura de
servicio más alta de 500ºF (260ºC)
Hierro fundido maleable
El hierro fundido maleable se puede soldar casi de la misma manera que los
hierros grises y nodulares. Es un material fuerte y dúctil. Es el hierro fundido
blanco que ha sido recosido para convertir copos de grafito frágiles a nódulos de
carbono. Durante el proceso de soldadura, algo de carbono es convertido en
martensita, lo que se reduce su ductilidad. Después de que la operación de la
soldadura está completa, la pieza fundida maleable debe pasar por otro recosido.
El tratamiento de recosido deja al metal blando, pero con fuerza considerable y
resiliencia. Los hierros maleables, tienen una resistencia a la tensión de entre
40.000 psi (2812 kg/cm²) y 100.000 psi (7031 kg/cm²)
Cobre y aleaciones de cobre
Existen muchos tipos diferentes de aleaciones de cobre. El cobre es aleado
muy frecuentemente con otros metales tales como el estaño, el cinc, el níquel, el
silicio, el aluminio y el hierro. El cobre y las aleaciones de cobre puede ser unidos
por la mayoría de los métodos más comúnmente utilizados tales como: la
soldadura con gas, la soldadura por arco, la soldadura de resistencia, la soldadura
fuerte y la soldadura blanda
Durante años, se consideran impracticable realizar una soldadura de éxito del
cobre. La antorcha de gas producía demasiada deformación. Esta fuente de calor
apenas podía derretir el metal por su alta conductividad térmica. El arco eléctrico
de alta intensidad supero esa dificultad.
Al soldar cobre, la corriente de soldadura debe ser considerada mas alta que la
utilizada al soldar acero. En el cobre de un espesor de 1/8 de pulgada (3mm) o
más, la corriente no puede ser más que 140 A. el calentamiento previo debería ser
500°F (260°C). Al utilizar este método de soldadura de cobre, se pueden obtener
resultados satisfactorios en los siguientes factores: económicos, velocidad,

8. 10
ductilidad, fuerza y ausencia de deformación. No obstante, el cobre no debe ser
electrolítico porque cantidades excesivas de gas en el metal incrementa su
porosidad.
La soldabilidad del aluminio
Una de las características del aluminio y sus aleaciones es que tiene una gran
afinidad con el oxígeno. Los átomos del aluminio se combinan con el oxígeno del
aire para formar en un punto alto de fundido un oxido que cubre la superficie del
metal. Esta característica, no obstante, es la clave de la alta resistencia del
aluminio a la corrosión. Es por esta resistencia que el aluminio puede ser utilizado
en aplicaciones donde el acero se corroe rápidamente.
El aluminio puro se derrite a una temperatura de 1200°F (650°C). El óxido que
protege al metal se derrite a una temperatura de 3700°F (2037°C). Esto quiere
decir que debe limpiarse el óxido del metal antes de comenzar la soldadura.
Cuando los procesos de soldadura GMA o GTA son utilizados, el chorro de
gas inerte cubre el baño de fusión de la soldadura, lo que excluye todo el aire del
área de soldadura. Esto evita la re oxidación del aluminio derretido. Ninguno de
estos procesos de soldadura requiere un fundente. El aluminio tiene una alta
conductividad térmica. El aluminio y sus aleaciones pueden conducir rápidamente
el calor lejos del área de soldadura. Por esta razón, es necesario aplicar el calor
mucho más rápido al área soldada para conducir el aluminio a la temperatura de
soldadura. Por lo tanto, el calor intenso del arco eléctrico convierte este método en
el mejor para soldar aluminio. Cuando las soldaduras de aluminio se solidifican, se
encogen en volumen alrededor del 6 % .el estiramiento que resulta de este
encogimiento puede crear una deformación excesiva en la junta a no ser que se
tomen consideraciones antes de unir el metal. Puede formarse grietas porque la
contracción térmica es más o menos dos veces al acero. El metal cercano
calentado se expande cuando la soldadura tiene lugar. Esta expansión del metal
que rodea el área soldada puede reducir la apertura de raíz en las juntas a tope
durante el proceso.

9. 11
La contracción que resulta después de enfriarse, más el encogimiento del metal
soldado, crea una tensión e incre3menta las grietas. La forma del baño de fusión
de la soldadura y el número de cordones pueden afectar la cantidad de
deformación. Se reduce la deformación con soldaduras cuadradas a topes de dos
pasadas. Otros factores que tienen una influencia en la soldadura, el uso
apropiado de las ranuras para sujeciones y la utilización de enseres fijos para
apoyar el aluminio mientras está siendo soldado y la realización de soldadura de
puntos aislados para mantener las piezas alineadas.
Aluminio y sus Aleaciones
El aluminio y el magnesio son metales ligeros y por esta característica se
especifican frecuentemente para aplicaciones de ingeniera. Ambos son elementos
abundantes en la naturaleza, el aluminio en la tierra y el magnesio en el mar,
aunque ninguno de los dos se extrae fácilmente del estado donde se encuentran
en la naturaleza
Símbolo: Al
Numero atómico: 13
Gravedad específica: 2.7
Estructura cristalina: FCC
Temperatura de fusión: 1220ºF (660ºC)
Modulo de elasticidad: 10*106 lb/pulg² (69*10³ MPA)
Elementos de aleación: Cobre, magnesio, manganeso, silicio y zinc
Aplicaciones típicas: Recipientes (latas de aluminio), papel de envoltura (foil),
conductores eléctricos, ollas y sartenes, partes para la construcción, aeroespacial,
automotores, y otras aplicaciones en las que el peso ligero es importante

10. 12
Entre la mayoría de los metales, es relativamente nuevo ya que data del siglo XIX,
en 1807, el químico ingles Humphrey Davy, creyendo que el mineral alúmina
(Al2O3) tenia una base metálica intento extraer el metal. No tuvo éxito, pero estaba
tan convencido que procedió a llamar al metal aluminio, llamado posteriormente
aluminio.
En 1825, el físico y químico danés Hans Orsted tuvo éxito al separar el metal,
además observo que este “se parecía al estaño”. En 1845 el físico alemán friedrich
Wohler fue el primero en determinar la gravedad específica; ductilidad y varias
otras propiedades del aluminio
El moderno proceso electrolítico para producir aluminio se baso en los trabajos
concurrentes, pero independientes de Charles Hall en Estados Unidos y de Paul
Heroult en Francia, alrededor de 1886. En 1888, Hall y un grupo de hombres de
negocios fundaron la Pittsburgh Reduction Co. El primer lingote de aluminio se
produjo por el proceso de fusión electrolítica ese mismo año. La demanda de
aluminio creció. La necesidad de grandes cantidades de electricidad para el
proceso de producción indujo a la compañía a cambiarse a Niágara Falls en 1895,
donde había disponibilidad de energía hidroeléctrica a un costo bastante bajo. En
1907 la compañía cambio su nombre a Alumium Company of América (Alcoa)
Producción de aluminio
El principal mineral de aluminio es la bauxita, que consta en su mayoría de
oxido de aluminio hidratado (Al2O3-H2O), y otros óxidos. La extracción del aluminio
a partir de la bauxita puede resumirse en tres pasos:
1. Lavado y triturado del mineral para reducirlo a polvo fino
2. Procesamiento Bayer, mediante el cual la bauxita se convierte en alúmina
pura (Al2O3)
3. Electrolisis para separar el aluminio de la alúmina y del gas oxigeno (O²)

11. 13
El proceso Bayer, llamado así por el químico alemán que lo desarrollo, involucra
una solución de polvos de bauxita en solución acuosa de soda caustica (NaOH)
bajo presión, seguida de la precipitación del Al²O³ puro en solución. La alúmina es
importante comercialmente por si misma como un material cerámico de ingeneria
La electrolisis para separar el Al2O3en sus elementos constituyentes, requiere
la disolución del precipitado en un baño de criolita fundida (Na³AlF6) y sujetar la
solución al paso de una corriente eléctrica continua en un horno electrolítico se
disocia para depositar aluminio en el cátodo y gas oxigeno en el ánodo.
Propiedades y esquema de designación
El aluminio tiene una alta conductividad eléctrica y térmica, y su resistencia a
la corrosión es excelente debido a la formación de una película superficial dura y
delgada de oxido. Es un metal muy dúctil y notable por su facilidad de formado. El
aluminio puro tiene una resistencia relativamente baja, pero puede alearse y
tratarse térmicamente para competir con algunos d los aceros, especialmente
cuando el peso es una consideración de importancia
El sistema de especificaciones para el aluminio es un número de código de
cuatro dígitos. El sistema tiene dos pares, una para aluminios forjados y la otra
para fundiciones de aluminio. La diferencia es que se usa un punto decimal
después del tercer digito para fundiciones de aluminio. Las designaciones se
presentan en la tabla nº1
Esta designación se adjunta a los números precedentes de cuatro dígitos,
separándola con un guion para indicar el tratamiento o la ausencia del mismo, por
ejemplo 1060-F. desde luego, los tratamientos de temple que especifican en dure
cimiento por trabajo no se aplican a las de las aleaciones de fundición.

12. 14
Tabla nº1
Especificaciones de aleaciones de aluminio forjadas y en fundición
Grupo de aleación Código para Forjado Código para Fundición
Aluminio 99% o mayor
pureza
Aleaciones de aluminio
por elementos mayores:
Cobre
Manganeso
Silicio y cobre y
Mangnesio
Silicio
Magnesio
Magnesio y silicio
Zinc
Estaño
Otros
1 xxx
2 xxx
3 xxx
4 xxx
5 xxx
6 xxx
7 xxx
8 xxx
1 xx.x
2 xx.x
3 xx.x
4 xx.x
5 xx.x
7 xx.x
8 xx.x
9 xx.x

13. 15
Conclusión
De acuerdo a la investigación realizada concluimos que algunos
requerimientos para producir una buena unión y los problemas que pueden
aparecer, referidos a soldaduras de cualquier geometría y origen se pueden
desglosar los siguientes:
 Los contaminantes superficiales, incluyendo óxidos, aceites, suciedad, pintura,
provocan falta de enlace o conducen a porosidad por gas.
 Las reacciones indeseables con contaminantes superficiales o con la
atmósfera se evitan sellando la zona de fusión con vacío, atmósfera inerte o
escoria.
 Los precalentamientos en las soldaduras en fundiciones van de acuerdo a la
extensión del material de fundición a soldar.
 La contracción por solidificación junto con la concentración sólida impone
esfuerzos internos de tensión en la estructura y pueden originar distorsión y
agrietamiento. El problema se puede aliviar con un material que aporte menos
aleado y más dúctil que reduzca la fragilidad térmica.
 El espesor de las partes que se van a unir y el diseño de la unión tienen una
gran influencia sobre el calentamiento y enfriamiento, y por tanto sobre la
soldabilidad.
 Las partes a ser soldadas necesitan de un tratamiento especial para garantizar
un acabado eficiente.

14. 16
Bibliografía.
Pérez S., M (1992). Soldadura industrial: clases y Aplicaciones:
España Editorial Productiva
Larry Jeffus., (2009). Soldadura Principios y Aplicaciones. Quinta Edición
España Editorial Paraninfo