El equipo de OXI-GAS

El proceso de soldadura oxi-gas consiste en una llama dirigida por un soplete, obtenida por medio de la combustión de los gases oxígeno-acetilénico. El intenso calor de la llama funde la superficie del metal base para formar una poza de material fundido.

Con este proceso se puede soldar con o sin material de aporte. El metal de aporte es agregado para cubrir biseles y orificios.

A medida que la llama se mueve a lo largo de la unión, el metal base y el metal de aporte se solidifican para producir el cordón.

Componentes del equipo OXI-GAS

El equipo necesario para soldar mediante la técnica de oxigas será necesario que tenga los siguientes componentes:

1. Bombona o cilindro de oxígeno: este gas es incoloro, inodoro e insípido.  No es inflamable. Este gas favorece la combustión de el acetileno y de otros gases combustibles, por esto no se debe almacenar cerca de este tipo de gases. Las botellas son de color azul.
2. Bombona o cilindro de acetileno: Es el gas combustible, incoloro, más ligero que el aire y muy inflamable. En las bombonas se encuentra a una presión de 15 bares a una temperatura de 15 grados. El acetileno explota si se le comprime, para almacenarlo se disuelve en acetona y se guarda en bottellas rellenas de una sustancia esponjosa. Las botellas son de color rojo. 
3. Reguladores de presión: mantienen la presión constante de los gases, asegurando un volumen estable e igual calidad de llama. La mayoría de las válvulas reguladoras de presión están formadas por dos manómetros: uno indica la presión dentro de la bombona y el otro la presión que entra en la manguera.
4. Mangueras: Son dos una para cada gas, son de colores diferentes, azul oxígeno y rojo para el combustible normalmente el acetileno. 
5. Válvulas reguladoras de caudal: son del tipo aguja con tornillo de mariposa y controlan el caudal de los gases que entran en la cámara mezcladora del soplete.
6. Válvulas de seguridad: son válvulas antiretorno, evitan el retroceso del gas que pueda estar ya mezclado y por lo tanto inflamable. Se sitúan entre el soplete y las botellas.
7. Soplete: es el elemento que efectúa la mezcla de los gases. Puede ser de alta presión, en el que la presión de ambos gases es la misma, o de baja presión, en el que el oxígeno tiene una presión mayor que el acetileno.
8. Llaves de paso: hay dos una en cada botella y cierra la salida de gas cuando no se está usando.

El soplete a su vez está formado por: las dos válvulas de apertura y cierre, la cámara mezcladora y la boquilla.

Las boquillas son piezas desmontables y de diferentes tipos y tamaños, ya que al soldar diferentes espesores de material es necesario un suministro de calor correspondiente de la llama oxiacetilénica. 

Las válvulas de apertura y cierre tienen la función de encender o apagar la llama, para encenderla será necesario una chispa externa.

Y la cámara mezcladora es el lugar donde se juntan ambos gases y a partir de aquí salen por la boquilla.

Comburente 

El comburente es el encargado de oxidar el combustible favoreciendo la combustión. El comburente más habitual en la tierra es el oxígeno, que se encuentra en la atmósfera en una proporción de un 21%. Esta proporción es más que suficiente para que se produzca la combustión de los combustibles. Dependiendo de otros factores con concentraciones de entre un 10-15% de oxígeno puede producirse la combustión.

Se encuentra en bombonas o botellas de acero, comprimido a una presión de unos 200Kg/cm2 y a uNA temperatura De uNo 15 grados.

Combustibles

El combustible es una sustancia que al combinarse con un comburente es capaz de reaccionar desprendiendo calor.

Hay varios combustibles que se pueden utilizar en el equipo OXI-GAS como pueden ser: propano, butano, acetileno. El tipo de combustible a utilizar dependerá del tipo de aplicación.

En general, el tipo de gas que se emplea como combustible debe reunir una serie de propiedades, tales como que alcance una temperatura elevada de la llama, que posea un poder calorífico elevado, y que presente una mínima reacción química entre la llama y el metal base.

A continuación se muestro una tabla con los distintos gases que se pueden emplear como combustible y el tipo de aplicación:

El acetileno (C2H2) es un gas altamente inflamable, incoloro y más ligero que el aire (densidad del acetileno, 0.907 kg/m3). 

De los gases combustibles, el que dispone de mayor poder calorífico es el acetileno (poder calorífico del acetileno, 11.600 kcal/kg), lo que permite alcanzar temperaturas de llama más elevada incluso superior a los 3.000 ºC y posee una gran intensidad de llama y velocidad de combustión, por lo que es universalmente utilizado en muchos procesos industriales: soldadura y corte, tratamientos por calor, escarificado, enderezado, temple y revenido de partes mecánicas…

Se obtiene de forma industrial, a través de una reacción química del carburo con el agua, el gas que se desprende es el acetileno y tiene un olor particular, que proviene sobre todo de la presencia del hidrógeno fosforado.
Es envasado en botellas de paredes gruesas, que se fabrican de acero estirado sin soldaduras. Dentro de la botella hay materia porosa compuesta de carbón vegetal, kieselguhr, aminoato, empapado con acetona. A la salida de la botella hay una válvula de seguridad.

Para su identificación las botellas se pintan de color rojo. La parte superior de la botella lleva estampado la indicación de acetileno disuelto y se pinta de color marrón.

Sistemas de regulación de gases

La regulación de los gases, tanto de el acetileno como el oxígeno en un equipo oxigas, se realiza por medio de unos manorreductores. 

Un manorreductor, también llamado válvula reguladora de presión, es un dispositivo que permite reducir la presión de un fluido en una red. Es un estrangulamiento en la tubería el cual produce una pérdida de carga. También mantiene constante dicha presión.

Regularemos la presión en función de que queramos más caudal o más presión de gas.

Los elementos que componen un manorreductor son: manómetro de contenido de gas en la botella, manómetro de trabajo, tornillo de cierre, conexión a la botella, filtro, conexión para la manguera y el tornillo de regla, desde el cual podemos controlar la presión girando en un sentido o en otro.

En el sistema oxigas contaremos con dos manorreductores un para el oxígeno y otro para el combustible.

Tipos de antorcha, boquillas, tamaños, tabla de regulación de caudales según la boquilla
El soplete o antorcha tiene como misión principal asegurar la correcta mezcla de los gases, de forma que exista un equilibrio entre la velocidad de salida y la de inflamación.

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

Tipos de antorchas:

• Antorcha de corte tipo N para oxígeno-acetileno y tipo H para oxígeno-acetileno y oxígeno-propano.

• Antorcha oxibutano: se utiliza para calentar elementos.

• Soplete de corte tipo Harris de palanca lateral, es recomendado para trabajos intensos de desguace y corte.

• Soplete tipo Harris de soldeo generalmente usados en chapistería, fontanería y equipos portátiles para oxígeno, acetileno y propano.

Las boquillas son parte del soplete a través de la cual los gases pasan justo antes de su ignición y combustión. Las boquillas permiten guiar la llama y dirigirla hacia el trabajo con máxima facilidad y eficiencia.
Son fabricadas de metal no ferroso como cobre o aleación de cobre, el cual tiene alta conductividad térmica y su uso reduce el peligro de una fusión a altas temperaturas.
Las boquillas poseen un orificio calibrado en su extremo, el cual reduce la llama a un cono requerido para realizar un determinado trabajo.
Hay dos tipos de boquillas:

•  las boquillas intercambiables, son las que pueden ser montadas al mezclador de gases mediante una rosca

•  las boquillas fijas, son aquellas donde mezclador y boquilla constituyen una sola pieza

• Hay boquillas para cortar metal 

 

• Boquillas para soldar:

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.

Tabla de regulación de caudales según la boquilla que se utilice (el número que se encuentra en la columna de tamaño de boquilla corresponde a una escala o niveles de valores asignados, no viene dado en mm):

Procedimiento de encendido
Para realizar el correcto encendido del equipo se deben seguir una serie de pasos:

1. Colocar las boquillas correspondientes para realizar cada tipo de trabajo.
2. Abrir las dos llaves de paso de las botellas para limpiar los conductos y las tuberías de restos de hollín.
3. Regular los manorreductores, mediante los tornillos de expansión, para obtener una presión de 0.3 a 0.5 bar para el acetileno y 1.5 a 2 bar para el oxígeno.
4. Abrir un poco el grifo del oxígeno, con un cuarto de vuelta es suficiente.
5. Abrir el grifo de acetileno e inflamar los gases empleando una llama piloto, una fuente de calor como puede ser un mechero.
6. Regular el caudal de acetileno y oxígeno para conseguir la llama deseada, mediante las llaves del soplete.
7. Una vez encendida y regulada la llama de oxiacetilénica hay que acercar la boquilla a la zona de soldadura, manteniendo de 3 a 5 mm de distancia entre el dardo y la pieza a soldar.

Regulación de la llama

La llama que se genera en la combustión de ambos gases. Dependiendo de la mezcla de oxigeno y acetileno podemos distinguir tres tipos de llamas:

• 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. Os preguntareis que es el penacho, pues bien es la zona exterior rosada donde se produce una combustión secundaria, esta zona es oxidante y rica en nitrógeno, evita que el oxigeno atmosférico entre en contacto con los metales calientes evitando su oxidación. 

Esta técnica es empleada para soldadura de cobre y sus aleaciones, así como des carburante en la soldadura de aceros.

• Llama neutral o normal: La relación entre oxígeno y acetileno es la misma. El dardo está bien definido y presenta un aspecto entre blanco y verde. El penacho es sombreado. Esta llama es la más utilizada, para la soldadura en general. 

• Llama carburante: exceso de acetileno, es una combustión irregular, el penacho es alargado y blanco. Este tipo de llama reduce los óxidos del acero y carbura el metal de aporte en el retroceso. 

Es ideal para bronces, latones y para soldar aceros sin material de aporte.

 
Procedimiento de apagado

Para apagar el equipo oxigas al igual que para encenderlo es necesario seguir una serie de pasos:

1. Lo primero que se debe de hacer es apagar la llama para ello basta con cerrar el paso del combustible en este caso acetileno.
2. Cerrar el paso del oxígeno. Ambos cierres deben de cerrarse desde las llaves de paso de las botellas las del soplete hay que dejarlas abiertas para que salga el gas que haya podido quedar en las tuberías.
3. Una vez que escuchemos que ya no sale gas por el soplete cerramos los reguladores de este.
4. Enrollamos las mangueras y colocamos el soplete lejos de las bombonas ya que está caliente y podría provocar una explosión.

Medidas de protección y seguridad a cumplir en su manejo

Como estamos trabajando con gases inflamables tenemos que tener una serie de precauciones para evitar accidentes.

• Lo primero que hay que hacer para soldar con este equipo es colocarse unas gafas especiales para soldar, no sirven las caretas electrónicas ya que se deben colocar en niveles en torno a 5.
• Evitar soldar cerca de lugares con productos inflamables.
• Tener cuidado en el manejo del soplete y no pisar las tuberías de gas.
• Utilizar los EPIs para evitar que las chispas que salten nos hagan daño.
• A la hora de guardar los equipos se debe hacer en lugares seguros, que no tengan peligro de explotar las bombonas.
• Soldar en lugares con buena ventilación.
• Comprobar que las llaves de paso de las bombonas se encuentran cerradas antes de guardarlas.
• Utilizar las herramientas para la función a la que estén diseñadas no para otros usos.
• No utilizar botellas sin identificar.
• Almacenar las botellas verticalmente.
• No dejar el soplete encendido mientras que no se esté utilizando.

Todos estos consejos y sobre todo sentido común serán necesarios para prevenir accidentes.

Esto ha sido todo relacionado con el equipo OXI-GAS.