La Historia De La Soldadura.

El origen de la soldadura como tecnología para la unión de materiales metálicos se remonta hasta la Edad de Bronce, donde se encuentran los primeros vestigios de procesos de soldadura utilizados para fines ornamentales. En la Edad de Hierro se han encontrado piezas de hierro forjado que habrían sido unidas calentándolas y martillándolas juntas, desarrollándose así la soldadura por forjado. En la Edad Media la soldadura en fase sólida se utilizaba para reducir el mineral de hierro a hierro metálico sin necesidad de fundirlo.

Sin embargo el problema de unir chapa fue solucionado por la soldadura por fusión, en la cual una fuente de calor suficientemente intensa como para fundir los bordes de ambas chapas a unir es desplazada a lo largo de la junta. Fuentes de calor suficientemente intensas estuvieron disponibles a escala industrial recién al final del siglo XIX, cuando hicieron su aparición la soldadura oxi-gas, la soldadura por arco eléctrico y la soldadura por resistencia.

La soldadura por Arco Eléctrico con Electrodo Consumible, el más importante de los procesos de soldadura por fusión, es más complejo que los otros por lo que su desarrollo se produjo con mayor lentitud. Inicialmente se utilizaron electrodos de alambre desnudo pero el metal de soldadura resultante contenía alto nitrógeno que le confería fragilidad.

Recubriendo el alambre con asbestos o papel se mejoraron las propiedades de los depósitos soldados. La factibilidad de este proceso surge del descubrimiento de Sir Humphry Davy, en 1801 según el cual la electricidad puede ser conducida a través del aire entre dos electrodos de carbono (grafito), conformando lo que hoy conocemos como descarga gaseosa.

Sir HUMPHRY DAVY químico británico, nació en Penzance, Cornualles en 1778 y Murió en Ginebra Suiza, el 29 de mayo de 1829. Era hijo de un escultor de madera y se había procurado una educación autodidacta. Cuando tenía diecinueve años, leyó el "Tratado elemental" de Lavoisier y eso le condujo a amar la química durante toda su vida.

A HUMPHRY DAVY se le considera el fundador de la electroquímica, junto con Alessandro Volta y Michael Faraday. Davy contribuyó a identificar experimentalmente por primera vez varios elementos químicos mediante la electrólisis, y estudió la energía involucrada en el proceso, desarrolló la electroquímica explorando el uso de la pila de Volta o batería. Entre 1806 y 1808 publica el resultado de sus investigaciones sobre la electrólisis, donde logra la separación del Magnesio, Bario, Estroncio, Calcio, Sodio, Potasio y Boro. En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas doble, con la cual descubre el Cloro y demuestra que el cloro es un elemento químico y le da ese nombre debido a su color amarillo verdoso. 

Junto a William Thomas Brande consigue aislar al litio de sus sales mediante electrólisis del óxido de litio (1818). En 1805 gana la Medalla Copey. Fue jefe y mentor de Michael Faraday. Creó una lámpara de seguridad que llevó su nombre para las minas y fue pionero en el control de la corrosión mediante la protección catódica. En 1815 inventa la lámpara de seguridad para los mineros.

Posteriormente en 1885, Bernados y Olszewski patentaron un proceso donde era posible reproducir este fenómeno entre un electrodo de carbono y una pieza metálica. Como consecuencia del calor generado se logra una fusión localizada que puede ser utilizada para unir piezas.

Se encontró necesario aportar metal adicional para llenar el hueco existente entre las dos chapas a unir a través de una varilla hundida dentro de la pileta líquida.

En 1892, Slawianoff pensó que si la varilla de aporte fuera usada como cátodo en lugar del electrodo de carbón, ésta se fundiría por el calor generado en el cátodo y una mucha mayor proporción del calor disipado en el arco eléctrico entraría a la soldadura. Sin embargo las soldaduras producidas por esta técnica eran de muy baja calidad debido a la reacción del metal fundido con la atmósfera del arco a alta temperatura. En este sentido parece haber sido fortuito el éxito de la soldadura por arco con electrodo de carbono, ya que éste al establecerse el arco generaba una atmósfera de CO2 y CO que protegía la pileta líquida del aire, rico en oxígeno y nitrógeno.

Es Indudable que el primer paso para la invención de la soldadura lo produjo Sir Humphry Davy en 1801 cuando descubrió que era posible conducir electricidad en el aire entre dos electrodos; ¡realmente descubrió el arco eléctrico! Los primeros electrodos en usarse fueron varillas sin ningún recubrimiento, las cuales produjeron arcos inestables, cordones amorfos, excesivas salpicaduras, y altísima fragilidad del metal de soldadura por causa de la contaminación del charco de metal fundido debido a la inclusión del oxígeno, el hidrogeno y el nitrógeno.

En el proceso de desarrollo de la soldadura, se comenzaron a utilizar revestimientos de diversos materiales orgánicos e inorgánicos; aunque en principio se hizo simplemente para generar estabilidad al arco, más que para producir soldaduras limpias.

En el año 1885, el ruso N Bernardos, determina la posibilidad de generar un charco metálico entre dos electrodos (Un cátodo de carbón y un ánodo de metal) para unir piezas metálicas. Él patenta el primer equipo de soldadura en Inglaterra. En 1892 Slavianoff es el primero en crear un electrodo (metálico) consumible. Esto llevó a la idea de aplicar recubrimientos protectores al electrodo, siendo las primeras patentes en 1907 adjudicadas al sueco OSCAR KJELLBERG, siendo el primero en patentar un electrodo revestido. Posteriormente fue quien fundó la empresa ESAB en Suecia. Una técnica inicial fue desarrollada en Bretaña utilizando una tela impregnada con asbestos alrededor del alambre metálico proveyendo una mejor protección contra la contaminación.

OSCAR KJELLBERG nació en Suecia el 21 de septiembre de 1870 y falleció el 05 de julio de 1931. Ingeniero Fundador de la multinacional ESAB a principios del siglo pasado. En 1904 inventó el electrodo Recubierto utilizado en la soldadura manual de arco metálico, Sumergiendo un alambre de hierro desnudo en una mezcla espesa de carbonatos y silicatos. (Patente sueca: 27152, 29 de junio de 1907).

El propósito Del revestimiento es proteger el metal fundido del presente oxígeno y nitrógeno en la atmósfera que de forma substancial, mejoró la calidad del metal soldado. Mientras se funde, la capa de fundente se vaporiza y genera un gas que protege al metal caliente del aire y por lo tanto previene las reacciones de fragilidad que pueden ocurrir mientras el metal se enfría.

En el año de 1912 los Norte Americanos Strohmenger - Slaughter patentaron el primer electrodo con grueso recubrimiento, el cual comenzó a utilizarse a nivel industrial. Este tuvo una aceptación bastante lenta por causa de su precio. Desde los inicios de la década de los 20’s, se comenzó a investigar sobre la protección gaseosa para la operación del soldeo, pero por causa del desarrollo del proceso SMAW, se perdió el interés por los procesos con atmósfera protectora de gas. En Estados Unidos, para la Primera Guerra Mundial no se contaba con asbestos, utilizándose como sustituto fibras de algodón impregnadas en silicato de sodio húmedo. Este revestimiento era capaz de estabilizar el arco, crear una atmósfera protectora del oxígeno y del nitrógeno del aire y una escoria, que son los principales requerimientos de un revestimiento moderno.

De hecho los electrodos celulósicos se siguen utilizando hasta la actualidad. Así la soldadura adquiría una posición de importancia central en la construcción de estructuras de ingeniería. Esta tendencia ha continuado y desde la invención, en 1943, del proceso de soldadura con protección por gas inerte los procesos de soldadura se han desarrollado y multiplicado a una gran velocidad, dando como resultado que la gran mayoría de los materiales metálicos utilizados actualmente en la industria puedan ser soldados por algunos de los procesos de soldadura existentes.