Post on 25-Oct-2021
PROCESOS DE
MANUFACTURA
OPERACIONES
DE ENSAMBLE
OPERACIONES DE
PROCESAMIENTO
PROCESO DE FORMADO
PROCESO DE MEJORA
DE PROPIEDADES
OPERACIONES DE
MEJORAMIENTO DE
SUPERFICIES
PROCESOS DE UNION
PERMANENTE
ENSAMBLE MECANICO
FUNDICION Y MOLDEADO
PROCESAMIENTO DE PARTICULAS
PROCESOS DE DEFORMACION
REMOSION DE MATERIALES
TRATAMIENTO TERMICO
LIMPIEZA Y TRATAMIENTO DE
SUPERFICIES
RECUBRIMIENTOS Y
PROCEDIMIENTOS DEPOSICION
SOLDADURA AUTOGENA
SOLDADURA FUERTE Y
SOLDADURA BLANDA
UNION MEDIANTE ADHESIVOS
SUJETADORES ROSCADOS
METODOS DE UNION
PERMANENTE
Métodos de unión o ensamble por sus características:
1. Permanentes Realizada la unión, las piezas no podrán serseparadas a menos que se destruya el elemento de ensamble yen ocasiones las partes unidas
2. Desmontables. Se pueden desarmar y reensamblarse sincausar deterioro en las piezas ni en los elementos de unión.
Las uniones permanentes se realizan por cualquiera de los métodos siguientes:SoldaduraRemachesAdhesivosUniones a presión o por interferencia
Las desmontables se realizan mediante: Elementos roscados (tornillos, tuercas)ChavetasCuñasArandelasPasadores
Izquierda. Soldadura de una estructura submarina
Derecha El uso de adhesivos
Soldadura
SOLDADURA DEFINICIÓN
– Proceso de unión de materiales en el cual se funden las superficies decontacto de dos o mas piezas mediante la aplicación conveniente:
• Calor, sin aplicar presión
• Calor y aplicación de presión
• Aplicación de presión sin aplicar calor
– En algunos casos es necesario agregar un material de relleno para facilitar la fusión.
• VENTAJAS– Proporciona una unión permanente– La unión soldada puede ser mas fuerte que los materiales originales– Es la forma mas económica de unir componentes– La soldadura no se limita al ambiente de fabrica.
• DESVENTAJAS– Las operaciones, normalmente, se realizan de forma manual– Son peligrosas porque requieren la utilización de mucha energía– No permite un desensamble adecuado– Pueden presentarse defectos de unión que pueden afectar la resistencia de la unión.
TIPOS DE SOLDADURA DE METALES
SOLDADURA DE FILETE: Se usapara rellenar los bordes de lasplacas creadas mediante unionesde esquinas, sobre puestas y en T.
SOLDADURA CON SURCO: Serequieren moldear las orillas de laspesas con un surco para facilitar lapenetración de la soldadura.
SOLDADURA POR INSERTO Y RANURADAS: se utilizan para la unión de placas planas.
SOLDADURA DE PUNTOS Y COSTURA: Pequeña sección fundida entre las superficies de dos laminas o placas.
SOLDADURA EN REBORDES: se realiza en los bordes de dos o mas piezas. Por lo general laminas metaliza o placas delgadas.
TIPOS DE SOLDADURA DE METALES
SOLDADURA EN SUPERFICIE: No seutiliza para unir piezas, si no paradepositar material de relleno sobre lasuperficie de una pieza base e una omas gotas de soldadura.
Posiciones de soldadura
Se muestra el símbolo de soldadura, tal como se
presentará en el dibujo y la unión que representa.
Consideraciones sobre la Soldadura
• La soldadura es un proceso de unión entre metales por laacción del calor, con o sin aportación de material metáliconuevo, dando continuidad a los elementos unidos.
• Es necesario suministrar calor hasta que el material deaportación funda y una ambas superficies, o bien lo haga elpropio metal de las piezas.
• Para que el metal de aportación pueda realizar correctamentela soldadura es necesario que «moje» a los metales que se vana unir.
• El metal de aportación y las consecuencias derivadas delsuministro de calor pueden afectar a las propiedades de lapieza soldada.
• Deben evitarse porosidades y grietas añadiendo elementos dealeación al metal de aportación, y sujetando firmemente laspiezas que se quieren soldar para evitar deformaciones.
• También puede suceder que la zona afectada por el calorquede dura y quebradiza. Para evitar estos efectosindeseables, a veces se realizan precalentamientos otratamientos térmicos posteriores.
• Por otra parte, el calor de la soldadura causa distorsiones quepueden reducirse al mínimo eligiendo de modo adecuado loselementos de sujeción.
Clasificación de los tipos de soldadura
• Soldadura heterogénea: Se efectúa entre materiales dedistinta naturaleza, con o sin metal de aportación: o entremetales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puedeser blanda o fuerte.
• Soldadura homogénea: Los materiales que se sueldan y elmetal de aportación, si lo hay, son de la misma naturaleza.Puede ser oxiacetilénica, eléctrica (por arco voltaico o porresistencia), etc.
Si no hay metal de aportación, las soldaduras homogéneas sedenominan autógenas.
Uniones Mediante Soldadura
Por el medio de calentamiento Por resistenciaPor arco eléctricoPor fricciónCon gas Reacción químicaOtros medios (haz de electrones, láser)
Por el estado del material de base durante el proceso de uniónEn estado sólidoPor fusión del material de base (con o sin material de aporte)Por fusión del material de aporte (no existe fusión del material de base)
Soldadura por Resistencia eléctrica
• La coalescencia es producida por el calor generado por
efecto de la resistencia al paso de una corriente eléctrica que
se presenta en los materiales a unir así como en la interfase
de éstos; situación a la que se suma la aplicación de presión.
•Es posible obtener la coalescencia a temperaturas más
bajas que las usadas en soldadura de arco o gas.
•En lo general en los procesos no hay fusión del metal
cuando se realiza correctamente.
•La aplicación de presión produce una acción de forjado,
mejorando la estructura del grano.
Soldadura por Resistencia eléctrica
•Debido a que la temperatura requerida puede obtenerse en
una fracción de segundo, las soldaduras por resistencia son
muy rápidas y económicas
•El calor para la soldadura por resistencia se obtiene por el
paso de la corriente eléctrica a través de la pieza a soldar
•En la mayoría de los trabajos se usa corriente alterna (CA),
por lo tanto la pieza constituye una parte del circuito
eléctrico.
Soldadura por Resistencia eléctrica
Soldadura por Resistencia eléctrica
•La resistencia total del circuito esta formada de tres partes:
• La resistencia de las piezas de trabajo
• La resistencia de contacto entre los electrodos y el trabajo
• La resistencia entre las superficies de contacto de las piezas a unir.
•Para que el máximo de temperatura se produzca en el punto de soldadura, es conveniente que la resistencia electrodo-material e interna sea menor que la debida al contacto entre las dos piezas
Soldadura por Resistencia eléctrica
•Dado que los electrodos normalmente son de cobre Se
tiene dificultad en puntear láminas de cobre o aluminio.
•El control de la presión es muy importante, ya que afecta la
resistencia de contacto, permite soldar a temperaturas más
bajas y produce la acción de forjado.
•La práctica recomendada es aplicar presión moderada
antes y durante el paso de corriente para asegurar una
buena resistencia de contacto y luego
•Aumentar considerablemente la presión para completar la
coalescencia y forjar la soldadura.
Soldadura por puntos.
•Es el tipo más simple y más usado de las soldaduras por
resistencia.
•Se usan electrodos de cobre con puntas de área reducida, lo
que resulta en soldaduras generalmente redondas con
diámetros que van de dos a doce mm.
Proceso de Soldadura por puntos
•El ciclo se inicia cuando los electrodos ejerciendo presión,
se ponen en contacto con el metal antes de aplicar la
corriente y por un período conocido como tiempo de
presión
•Se cierra el circuito a través de los materiales a unir, ya que
provoca que éstos eleven rápidamente su temperatura, los
electrodos presionan a las láminas y juntas se completa la
unión, este período se conoce como tiempo de soldadura.
•En seguida y con la presión aún aplicada, se desconecta la
corriente por un período que se llama tiempo de sujeción
durante el cual el metal recupera su resistencia mecánica al
enfriarse.
Proceso de Soldadura por puntos
•Se quita la presión y la pieza se retira de la máquina o se
mueve para soldar otro punto; este es el tiempo de salida.
•Todos los tiempos se miden en función de ciclos de
corriente y generalmente varían de 3 a 60 (1 ciclo = 1/60
seg.).
Perfil de temperaturas durante la soldadura de dos
láminas de acero,
A la derecha se observa una punteadora portátil
montada sobre un robot.
Punteado por resistencia eléctrica de una parte automotriz
Máquinas punteadoras; a Estacionaria, b. Portátil
Máquina punteadora con brazo oscilante.
Derecha, detalle de los electrodos.
Limitantes de soldadura por puntos
•El límite práctico del espesor que puede ser soldado por puntos
por el proceso común es de aproximadamente 3 mm si cada pieza
tiene el mismo espesor.
•Piezas delgadas pueden ser soldadas a placas con espesores
mayores de 3 mm.
•Se han logrado soldar placas de acero de 12 mm de espesor
satisfactoriamente, substituyéndose así a las juntas remachadas.
•El número de materiales y combinaciones que pueden ser
soldadas por puntos es muy grande,
•Encuentra su principal aplicación en la unión de chapa de acero
de bajo carbono.
Soldadura de costura•Consiste en una serie de soldaduras de punto
sobrepuestas, que de este modo forman una
soldadura continua.
•Los electrodos para la soldadura de costura son
generalmente dos discos que giran.
•Cuando el material pasa entre los electrodos se
conecta y desconecta la corriente de soldadura,
de modo que forme soldaduras elípticas
individuales que se sobreponen.
•La soldadura de costura se usa
fundamentalmente para la producción de tanques
herméticos para líquidos o recipientes de presión
tales como tanques de gasolina, silenciadores de
automóvil, etc.
Soldadura de costura. Se dispone de dos electrodos
en forma de disco los cuales generan una sucesión
de puntos.
Soldadura por Resistencia eléctrica
Soldadura de proyección o de salientes
•Las soldaduras de proyección se producen en puntos
localizados en las piezas de trabajo, mantenidas bajo presión
entre electrodos adecuados.
•Las láminas metálicas que se van a soldar pasan primero
por una prensa punzonadora que efectúa pequeños resaltes
o botones en el metal
•Los resaltes o surcos se hacen en las zonas donde se
desea soldar.
•Los resultados son generalmente uniformes y la apariencia
de la soldadura es mejor que la de la soldadura por puntos.
Soldadura por proyección, en este caso a las piezas a
unir se les forma un pequeño resalte a saliente que será
aquella zona en donde se formen los puntos de unión.
Soldadura por Resistencia eléctrica
Soldadura por percusión
•Las partes a soldar se sujetan en la máquina y se
mantienen separadas, contra pesados resortes de
compresión por un mecanismo de sujeción.
•Un elevado voltaje se aplica al obtener la energía
acumulada en un capacitor, generando un arco el que se
extingue al hacer contacto las piezas. El calentamiento y la
fuerza de impacto promueven el recalcado de los materiales
y su unión.
•Al disminuir la distancia entre las piezas a menos de 1 mm
se produce la descarga del capacitor estableciéndose un
arco eléctrico.
Soldadura por Resistencia eléctrica
Soldadura por percusión
•Debido a que las partes chocan rápidamente, el arco que se
establece se extingue, disipando de 200 a 300 Kw. en menos
de 0.001 seg.
•El arco es suficiente para calentar las superficies de las
piezas a la temperatura de soldadura, y la fuerza de
percusión ejercida sobre las piezas completa la unión.
•Dado que la duración del arco es tan corta, la fusión queda
confinada a las superficies que se sueldan, penetrando en la
pieza sólo algunas centésimas de milímetro.
Descripción esquemática de la soldadura por percusión
Soldadura por Resistencia eléctrica
Ventajas
•Adecuados para la producción en masa.
•La soldadura es muy rápida.
•El equipo es semiautomático pudiendo automatizar los
diferentes procesos sin mayor inconveniente.
•Es económico ya que no requiere material de aporte.
•No se requieren operadores especializados.
•Metales diferentes pueden unirse.
Soldadura por Resistencia eléctrica
Ventajas
•Se logran soldaduras confiables y reproducibles.
Las desventajas principales son:
Alto costo inicial del equipo.
Limitaciones en cuanto al tipo de uniones que pueden
hacerse.
Para algunos materiales se requiere una preparación previa
Estas limitaciones se pueden obviar cuando se trata de
grandes volúmenes de producción.
Soldadura por Resistencia eléctrica
Desventajas
•Alto costo inicial del equipo.
•Limitaciones en cuanto al tipo de uniones que pueden
hacerse.
•Para algunos materiales se requiere una preparación
previa
•Estas limitaciones se pueden obviar cuando se trata de
grandes volúmenes de producción.
Soldadura Falsa
Soldaduras de aleaciones de plomo - estaño y aleaciones de cobre.
Se clasifican estas uniones en:
Soldaduras blandasSoldadura fuerte
Soldadura Falsa
•Punto de fusión es inferior al de los metales por unir.
•Las blandas tienen materiales de aporte con temperaturas
de fusión menor a 425 °C
•Las fuertes utilizan materiales que pueden requerir
temperaturas de fusión superiores a los 900°C.
•Durante la operación fluye el material de aporte entre las
piezas calientes a unir que se conservan en estado sólido
•El metal líquido se difunde con base a sus propiedades de
capilaridad, las cuales se afectan negativamente cuando las
superficies presentan grasas, aceites, polvo y suciedad
Soldadura Falsa
•La holgura entre las superficies debe ser la mínima
necesaria para que el material fluya a través de éstas por
fenómenos de capilaridad, garantizando así la mayor
resistencia de la unión.
•En términos generales se logra una mejor unión para
pequeñas holguras (menores a 0.1 mm).
Requisitos unión Soldadura Blanda
Hermeticidad. en el caso de recipientes (botes y latas de conservas), tuberías, radiadores automotrices de Cu-latón
Continuidad eléctrica. En el caso de cables y conectores.
Resistencia a la corrosión, por ejemplo en tuberías y latas.
Igualdad de color con las piezas a unir (objetos de tipo decorativo).
Rapidez y facilidad de ejecución (costo).
Mínimo calentamiento
Se puedan deformar fácilmente
Ejemplos de aplicación de soldadura blanda
Soldadura blanda
El proceso de soldadura se realiza en 3 etapas:
MOJADO (humectación). Después de haber alcanzado latemperatura de trabajo y de haber actuado el fundente, este esempujado por el metal fundido y comienza a mojar la superficiede la pieza (se establece contacto íntimo entre soldadura y pieza).
FLUJO. El metal de soldadura en estado líquido expulsa alfundente de la holgura existente entre las piezas a soldar y lallena.
ALEACIÓN. El metal que fluye penetra en las zonas marginales delas piezas a soldar a lo largo de los límites de los granos y se aleacon ellos
Soldaduras fuertes o duras
•Las temperaturas de trabajo de estas soldaduras están por
arriba de los 450°C y se emplean cuando se requiere una
unión resistente o cuando los metales a unir no se prestan
para usar soldaduras blandas (metales preciosos).
•La costura de soldadura fuerte debe poderse doblar o
curvar y ser maleable y en ocasiones tener el mismo color
de las partes a unir.
•Para la unión de materiales ferrosos se emplea Cu y sus
aleaciones, así mismo estos se aplican a piezas de Ni y Cu.
•Las temperaturas de trabajo de las soldaduras, varían de
710 a 1100°C.
SOLDADURAS POR FUSIÓN
Soldadura por gas
Abarca todos los procesos donde se usan gases combinadospara obtener una fuente de calor.
Los mas usados son el acetileno, el gas natural o gas L.P.
El gas natural o gas licuado de petróleo (Gas LP) se usaeventualmente como substituto del acetileno, dado su menorcosto y facilidad de obtención, como desventaja se tiene sobretodo una menor temperatura de flama.
La más utilizada es la de acetileno y oxígeno conocida comosoldadura oxiacetilénica o soldadura autógena.
SOLDADURAS POR FUSIÓN
Soldadura por gas
•La soldadura oxiacetilénica se produce por el
calentamiento con una llama, obtenida de la combustión de
oxígeno y acetileno que alcanza una temperatura de 3200 a
3500 °C, puede usarse material de aporte o no. En la
mayoría de los casos, la junta se calienta hasta un estado
de fusión y por regla general, no se usa presión.
•Las reacciones que produce el acetileno y los compuestos
que se generan durante su proceso son extremadamente
flamables e inestables con reacciones fuertemente
exotérmicas.
•El acetileno puede explotar con extremada violencia si la
presión excede de 200 Kpa.
3200° c
C2H2 + O2 2CO + H2 + calor
2OC2 + H2 +3/2O2 2CO2 + H2O + Calor
Zonas de temperaturas en la llama del soplete
Según la cantidad de O2 combinado.
a. Zona fría de gases no quemados
b. Cono luminoso de la llama
c. Zona de soldadura
d. Llama dispersa por acceso de oxígeno del aire
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 2 4 6 8 10 12
Espesor de las piezas (mm)
Consumo de C2O2 (l/h)
Consumo de O2 (l/h)
Consumo de C2O2 (l/ mm de soldadura)
Tiempos de soldadura (min/mm)
Consumo de O2 y C2O2 en función del espesor de las piezas a
soldar
La soldadura con oxigas fue uno de los procesos principales
hasta la década de los 1950’s, actualmente se emplea en
procesos de reparación artesanías y trabajos artísticos y con
cambio de soplete para operaciones de corte de aceros
Soldadura con oxigas
Soplete (antorcha) para soldadura y para corte
IZQ. Flama Carburante, cono interior no preciso
DER. Flama Neutra, cono blanco interior bien definido
IZQ. Flama oxidante, doble cono, con el interior corto
DER. Flama neutra
Soplete (antorcha) para corte con oxígeno
SOLDADURA MEDIANTE ARCO ELÉCTRICO.
•La fuente de calor es un arco eléctrico mantenido entre la
pieza y un electrodo o entre dos electrodos.
•Inicialmente la mayoría de las soldaduras por arco eléctrico
se hicieron con corriente continua.
•Actualmente tiene mayor aplicación el uso de corriente
alterna, en virtud del costo del equipo.
SOLDADURA MEDIANTE ARCO ELÉCTRICO.
• Soldadura de arco con electrodo revestido (SMAW).
• Soldadura de arco con fundente en el núcleo (FCAW)
• Soldadura de arco de metal y gas inerte (MIG) o también conocida como de microalambre (GMAW).
• Soldadura de arco con electrodo de tungsteno (TIG o GTAW).
• Soldadura de arco sumergido (SAW)
• Otras; Soldadura de arco plasma, de hidrógeno atómico, de electroescoria, de electrogas, etc.
Soldadura por Arco Eléctrico• El procedimiento de soldadura por arco consiste en provocar la
fusión de los bordes que se desea soldar mediante el calorintenso desarrollado por un arco eléctrico.
• Los bordes en fusión de las piezas y el material fundido que sesepara del electrodo se mezclan íntimamente, formando, alenfriarse, una pieza única, resistente y homogénea.
• El arco eléctrico genera un cráter en la pieza. Es fundamental,para que la soldadura presente una penetración eficaz, teneren cuenta la longitud del arco (distancia entre el extremo delelectrodo y la superficie del baño fundido).
• Si el arco es demasiado pequeño, la pieza se calientaexageradamente y la penetración resulta excesiva; en esecaso, puede llegar a producirse una perforación peligrosa.
• Por el contrario, si el arco es demasiado largo, se dispersaparte de su calor, y la penetración resulta insuficiente.
• Las temperaturas que se generan son del orden de 3.500°C.
Soldadura de arco con electrodo revestido
•Proceso de soldadura más común pudiéndose utilizar
tanto en no ferrosos como en aceros, al carbono, aleados y
aún inoxidables, fundiciones grises y en aleaciones de
níquel.
•Se trata de un método económico, versátil y de fácil
empleo.
•Como material de aporte se usan varillas recubiertas de un
fundente que favorece la estabilización del arco, puede
aportar material o aleantes al cordón de soldadura y forma
una atmósfera protectora del metal líquido.
•El alambre desnudo puede ir desde 2.5 mm hasta 9.5 mm
(3/32” a 3/8") de diámetro.
Soldadura de arco con electrodo revestido
Los electrodos con revestimiento para aceros al carbono y
grado maquinaria se clasifican de conformidad con la AWS,
en términos de:
•Resistencia a la tracción del metal de soldadura
depositado
•Posición de soldadura en la cual pueden ser usados
•Tipo de corriente y polaridad
•Tipo de cobertura
Soldadura de arco con electrodo revestido
Nomenclatura
Sistema de cuatro o cinco dígitos
E ó R electrodo o varilla desnuda,
E60XY; electrodo de 60,000lb/pulg2 de resistencia,
X 1 a 3 posición de soldadura,
Y 0 a 8 ; particularidades del revestimiento y aplicación del
electrodo
Número de electrodo
AWS
Resistencia a la
tensión
MPa (kpsi)
Límite Elástico
MPa
Elongación (%)
E60xx 427 (60) 345 17- 25
E70xx 482 (70) 393 22
E80xx 551 (80) 462 19
E90xx 620 (90) 531 14 – 17
E100xx 689 (100) 600 13 – 16
E110xx 760 (110) 670
Propiedades mínimas de los metales de aporte
AWS: American Welding Society.
2 o 3 primeros dígitos: Resistencia a la tensión (kpsi – ksi)
Penúltimo dígito: Posición del soldado: 1. Plana, horizontal, vertical y elevada
2. Filetes planos y horizontales
3. Solo en posición plana
Último dígito: Variables de la técnica de soldado como fuente de corriente.
Los diámetros varían entre 1/16 y 5/16 in o 2 a 8 mm
Propiedades de aplicación de varios electrodos
Clasificación Penetración Aplicación Básica
E6010 Profunda Buenas propiedades mecánicas,
Especialmente en pases múltiples,
como en edificios, puentes,
recipientes a presión y tuberíasE6011
E6012Media
Bueno para filetes horizontales de
alta velocidad y un solo pase. Fácil
de manejar. Especialmente para
casos de pobre ajuste.
E6013Media Para obtener soldaduras de buena
calidad dentro del metal
E6020 Profunda mediaPara soldaduras de filete horizontal
en secciones pesadas.
E6027 MediaElectrodo de polvo de hierro.
Rápido y fácil de manejar.
Espesor de la
Chapa. mm
Diámetro del
electrodo. mm
Intensidad de la
corriente A
Energía
absorbida kwh
Consumo de
electrodos. kg
2 2 40 – 60 0,8 0,1
4 3 a 4 80 – 120 1,2 0,2
6 3 a 5 130 – 180 2 0,4
8 3 a 5 130 – 200 3 0,6
10 4 a 6 140 –210 4 0,8
12 4 a 6 150 – 220 5 1,0
14 4 a 6 160 – 230 6 1,2
16 4 a 6 170 – 240 7 1,4
18 4 a 6 175 – 250 8 1,6
20 4 a 6 175 – 260 9 1,8
22 4 a 6 180 – 260 10 2,1
24 4 a 6 185 – 260 11 2,4
26 4 a 8 190 – 260 12 2,7
30 4 a 8 200 – 260 14 3,3
Selección y rendimiento de electrodos.
• El arco salta entre el electrodo de tungsteno (que no seconsume) y la pieza, el metal de aportación es una varillasin revestimiento de composición similar a la del metalbase.
• Como gas protector se puede emplear Argón o Helio, o unamezcla de ambos.
Sistema TIG
Soldadura de arco de tungsteno y gas inerte (TIG ).
•Este proceso emplea un electrodo no consumible de
tungsteno y de aleación de éste
•Dada su elevada temperatura de fusión se considera que
no existe depósito del electrodo
•Si se requiere de material de aporte éste debe de ser
proporcionado a través normalmente de una varilla
desnuda.
•Para formar la atmósfera protectora y facilitar el
establecimiento del arco se emplea, argón helio y mezclas
de éstos con nitrógeno
Soldadura de arco de tungsteno y gas inerte (TIG ).
•Se trata de un proceso costoso, que demanda mayor
experiencia del soldador.
•Su aplicación se orienta a materiales difíciles de soldar,
por ejemplo aluminio y sus aleaciones y aceros
inoxidables.
•Toda máquina de TIG deberá contar con una unidad de
alta frecuencia, la cual se emplea al inicio del proceso
para el encendido del arco
•Para el arranque el electrodo deberá aproximarse a unos
3mm, desde luego abriendo previamente la electroválvula
que controla al gas de proceso.
Ventajas del proceso TIG
• Limpieza y calidad de la unión.
• Menor zona afectada por el calor (el arco es intenso y concentrado)
• No se genera escoria
• No se generan humos
• Se controla la composición del cordón de soldadura.
• Versatilidad, ya que puede ser utilizado en muy diversos metales y aleaciones, sobre todo en el caso de juntas delicadas
• Es posible automatizar.
Desventajas del proceso TIG
•Baja velocidad de unión
•Mayor costo del equipo en el caso de electrodo revestido
•Se tiene un costo operativo mayor dada la necesidad de
emplear gases de protección.
•Demanda mayor habilidad del operador
En función de la aleación a soldar por TIG se define:
• El tipo de electrodo (tungsteno o aleación de éste),• Gas de protección (Ar, He, N2 ó mezclas de éstos), • Tipo de alimentación CA ó CD polaridad directa o invertida, • Alta frecuencia para encendido o durante todo el ciclo
Las variables más importantes del proceso son:• Tipo de corriente (CA/CD)• Polaridad (PD/PI)• Densidad de corriente• Voltaje• Tipo de gas y gasto volumétrico• Material del electrodo y diámetro de éste• Forma de la punta del electrodo
Descripción esquemática de un equipo para TIG
A la izquierda se observa el proceso de soldadura TIG de un
radiador de aluminio.
A la derecha muestra la calidad del cordón efectuado en piezas de
acero inoxidable.
Sistema MIG• Aquí se sustituye el electrodo refractario de tungsteno por un
hilo de alambre continuo y sin revestimiento que se hacellegar a la pistola junto con el gas.
Soldadura de arco de metal y gas inerte. (MIG)
•El electrodo es consumible y se conoce como soldadura
de microalambre
•Se emplean el CO2, Argón o Helio como gases
protectores.
•Para el proceso se utiliza una máquina de corriente
directa y potencial constante con válvulas para el control
del gas,
•Se tienen mecanismos para el control de la alimentación
del alambre y una antorcha que proporciona el material y
la cobertura del gas protector
Soldadura de arco de metal y gas inerte. (MIG)
•El electrodo se proporciona en forma de alambre
enrollado lo cual elimina la necesidad del cambio de varilla
•Se logra un incremento considerable en la velocidad de
soldadura.
•No se forman escorias que tengan que ser removidas
después del enfriamiento del cordón.
•El material de aporte (alambre) es generalmente de la
misma composición que las piezas a soldar.
Soldadura de arco de metal y gas inerte. (MIG)
•Con gases como el argón o helio se puede soldar casi
cualquier metal, debido a la estabilidad del arco y la suavidad
de depósito, así como a la temperatura que se alcanza.
•Debido al costo de gases como el He y el Ar, el proceso es
más caro que el de soldadura de arco con electrodo revestido
•Este método se usa fundamentalmente para soldar aceros,
aluminio, aleaciones de cobre y aceros inoxidables donde se
requiere una atmósfera totalmente inerte, muy buenos
acabados y una elevada velocidad de depósito.
•En general su aplicación idónea es cuando se demandan
cordones continuos en procesos industriales
El depósito del material en el proceso MIG se da en una
forma suave con mínimas salpicaduras y con una
elevada velocidad de transferencia, obteniendo un
cordón de muy alta calidad y buena penetración. A la
derecha se observa una antorcha para trabajo manual.
El proceso MIG es ideal para automatizarse. A la derecha se observa
4 robots para soldadura, los cuales están soldando un chasis. La
figura de la derecha muestra esquemáticamente el proceso y la
forma en que el alambre es alimentado de manera continua.
Corte con plasma
• Como una variación al proceso TIG se desarrollo el procesode corte con plasma
• Se emplea un arco que se genera con una corriente de altafrecuencia y bajo voltaje (arco piloto), con lo que se inicia elarco y se ioniza el aire alrededor de la antorcha.
• El arco piloto es mantenido mientras que la antorcha seaproxima al material a cortar para entonces iniciar el arcoplasma principal
• El gas ionizado (plasma) alcanza temperaturas muy elevadas(25000°C), lo cual permite cortar cualquier aleación, aún conespesores de mucho más de 10 mm.
• El proceso puede ser fácilmente automatizado
Operación de corte con plasma. A la derecha se
presenta esquemáticamente la antorcha para corte con
plasma.
Máquina CNC para corte con plasma.
• Utiliza un electrodo metálicocontinuo y desnudo. El arco seproduce entre el alambre y lapieza sumergida bajo una capade fundente granulado que seva depositando desde unatolva que se desplaza delantedel arco. Tras la soldadura serecoge el fundente que no haintervenido en la operación.
Soldadura por Arco Sumergido
Soldadura de arco sumergido
•La soldadura de arco sumergido recibe este nombre, en
virtud de que el arco eléctrico es mantenido bajo un
fundente granular
•No existiendo entonces evidencia del arco, esto permite
el empleo de mayores densidades de corriente y por tanto
las máximas velocidades de depósito
•El fundente se coloca justo delante del electrodo, éste se
suministra en forma de alambre enrollado y revestido con
cobre para asegurar un buen contacto eléctrico.
•El arco está completamente sumergido en el fundente de
manera que se proteja la soldadura, por lo que se
obtienen cordones de alta calidad.
Soldadura de arco sumergido
•Estos equipos cuentan con un cabezal soldador que se
desplaza, a lo largo de la pieza o viceversa
automáticamente.
•El proceso de arco sumergido permite grandes
velocidades de unión en placas gruesas, siendo solo
aplicable a posición plana y horizontal.
•Son comunes velocidades de 1m/min en placa de acero
de 25 mm de espesor o 0.3m/min en placa de 40 mm.
•El proceso de arco sumergido se usa ampliamente para
grandes volúmenes de soldadura como en la construcción
de barcos o en la manufactura de tubos de acero de
grandes diámetros y en la construcción de tanques.
Material de aporte para el proceso de soldadura de arco
sumergido. El cobrizado es para mejorar el contacto eléctrico y
evitar la formación de herrumbre durante su almacenaje.
A la derecha se observa la boquilla que suministra el fundente y
el aspecto de éste.
Operaciones de soldadura de arco sumergido
Demostración de un equipo de soldadura de arco
sumergido utilizado para la unión de tubos.
Fallas asociadas a la soldadura: el desastre de la plataforma
Alexander Kielland.
Plataforma de extracción Edda 2/7C y la Alexander L. Kielland (derecha)
Fallas asociadas a la soldadura: el desastre de la plataforma
Alexander Kielland.
Parte de los refuerzos que fallaron durante el accidente.
En exhibición en el Museo Noruego del Petróleo
SOLDADURA DE METALES
• ASPECTOS DE SEGURIDAD• La soldadura es por naturaleza.
• Las altas temperaturas de los metales fusionados en la soldadura son un peligro obvio.
• En la soldadura con gas, los combustibles (por ejemplo, el acetileno) corren el riesgo de incendiarse.
• En muchos procesos de soldadura, la corriente eléctrica es una fuente de energía térmica, por lo que existe el riesgo de una descarga eléctrica para el trabajador.
SOLDADURA DE METALES
• ASPECTOS DE SEGURIDADEn la soldadura con arco eléctrico, el trabajador debe considerar los siguientes aspectos:
– Máscara de soldar, protege los ojos, la cara, el cuello y debe estar provista de filtros inactínicos de acuerdo al proceso e intensidades de corriente empleadas.
– Guantes de cuero, tipo mosquetero con costura interna, para proteger las manos y muñecas.
– Coleto o delantal de cuero, para protegerse de salpicaduras y exposición a rayos ultravioletas del arco.
SOLDADURA DE METALES
• ASPECTOS DE SEGURIDADEn la soldadura con arco eléctrico, el trabajador debe considerar lossiguientes aspectos:
– Polainas y casaca de cuero, cuando es necesario hacer soldaduraen posiciones verticales y sobre cabeza, deben usarse estosaditamentos, para evitar las severas quemaduras que puedanocasionar las salpicaduras del metal fundido.
– Zapatos de seguridad, que cubran los tobillos para evitar el atrapede salpicaduras.
– Gorro, protege el cabello y el cuero cabelludo, especialmentecuando se hace soldadura en posiciones.
SOLDADURA DE METALES
• ASPECTOS DE SEGURIDADEn la soldadura con arco eléctrico, el trabajador debe considerar los siguientes aspectos:– Protección de la vista La protección de la vista es un asunto tan
importante que merece consideración aparte. El arco eléctrico que seutiliza como fuente de calor y cuya temperatura alcanza sobre los 4000 °C, desprende radiaciones visibles y no visibles. Dentro de las novisibles, tenemos aquellas de efecto más nocivo como son los rayosultravioletas e infrarrojos.El tipo de quemadura que el arco produce en los ojos no espermanente, aunque sí es extremadamente dolorosa.
Remaches
Uniones mediante remaches
Diferentes tipos de remaches
Aplicación de un remache con mandril (tipo pop) y
de expansión (derecha.
Remaches de diferentes materiales
La aplicación de las uniones mediante remaches son muy variadas
Adhesivos
Pegamentos
Tipos de uniones y cargas a las que son sometidas.
Izquierda patrón de falla en uniones con adhesivo
Derecha tipos de unión y traslapes utilizados para incrementar el
área de transmisión de carga
A la izquierda resinas para pegado en caliente.
Derecha muestra diferentes resinas epoxy para uso en frío con
diferentes tiempos de endurecimiento. Se trata de resina y catalizador.
Elementos roscados
Uniones roscadas
Derecha, tornillo de cabeza hexagonal.
Izquierda Tornillo de seguridad para máquina cavidad interior en cabeza de
tipo allen.
Abajo tornillo de seguridad con cabeza hexagonal, observese la presencia de
un barreno a través del cual se coloca un pasador.
Pernos roscados (birlos). En este caso se identifican por su
longitud, diámetro, rosca y acabado (galvanizado, pavonado,
cromatizado, etc.
En la figura inferior se presentan dos pernos roscados con un
acabado de galvanizado (recubiertos con Zn).
Diversos tipos de tornillos con cavidad hexagonal para llave
allen. Los de la izquierda son de seguridad.
Diversos tipos de tornillos con ranura en cruz (Phillips)
Tornillo autoroscante (pija) con ranura en cruz
Descripción esquemática de ensamble tuerca-tornillo
Izquierda, diferentes tipos de tuercas hexagonales.
Derecha tuercas de castillo, de collar y con arandela. Se observan
dos arandelas (roldanas) de presión.
En la parte inferior se observa a la izquierda una tuerca cuadrada y a
la derecha una tuerca de mariposa o con aletas.
Diferentes tipos de roldanas (de presión, plana, doble,
de estrella o con dientes, aserrada, etc.)
Izquierda roldanas planas, derecha con aserrado externo.
Figura superior Pasador
Figura intermedia lado izquierdo Cuñas, lado derecho chaveta.
Figura inferior izquierda unión mediante cuña, derecha reten.
Hexagonal (a), redonda o alomada (b), cilíndrica (d, g), avellanada (c,
e, f); combinadas con distintos sistemas de apriete: hexagonal (a) o
cuadrada para llave inglesa, ranura o entalla (b, c, d) y Phillips (f) para
destornillador, agujero hexagonal (e) para llave Allen, moleteado (g)
para apriete manua
Unión por interferencia
Unión por interferencia. Ésta se produce al calentar el elemento
externo el cual se dilato, bajos éstas condiciones las dos piezas
se ensamblan, de tal forma que al enfriarse el elemento exterior
éste se cierra sobre el interior generando una fuerza de apriete.
Prof.Dr. Armando Ortiz Prado
Manufactura ISemestre 2017-1
05 de septiembre de 2016
Procesos de Deformación Plástica
Por su Atención
Muchas Gracias