Post on 14-Jul-2015
Procesos Productivos Semana 8 - Procesos de Unión I
Uniones Mecánicas
Son elementos que sirven para mantener la posición relativa entre varias piezas, es decir, limitan el movimiento entre las piezas a unir (movimiento linear y/o rotacional) y los grados de libertad de estas. También se conocen como sujetadores.
Con Cuerda (Roscados)
Sin Cuerda Especiales
Tornillos Pernos Tuercas
Espárragos
Remaches Pasadores Candados Arandelas
Clavos
Muelles Operación fácil
Metal conformado
Snap Fits
Uniones Mecánicas
Ventajas • Son más fáciles de poner (no requieren mano de obra
especializada).
• Son reversibles
Desventajas • Toman más tiempo para ensamblar
• Son más costosos (por el tiempo empleado)
Uniones Mecánicas
• Se puede automatizar el ensamble, pero se requieren tolerancias ajustadas en las piezas (a mayor precisión del procesos de producción, mayores costos).
• Se recomienda estandarizar: utilizar uniones iguales en todo el producto.
Uniones Mecánicas
Uniones con Adhesivos
Consiste en unir dos piezas utilizando una sustancia que las mantiene unidas a razón de sus propiedades físico-químicas. Al unir con adhesivos se restringen todos los grados de libertad.
Uniones con Adhesivos
Una buena junta debe soportar fuerzas cortantes o cizallantes (a), compresivas (b) y tensiles (c).
F
F
F F
F F
F F
(a) (b) (c)
Uniones con Adhesivos
Deben tener una o más de las siguientes características:
Resistencia mecánica
Tenacidad
Resistencia a fluidos
Resistencia productos químicos
Resistencia al calor y a la humedad
Uniones con Adhesivos
Ventajas
• Son útiles para unir materiales delgados y frágiles
• Se pueden realizar juntas invisibles.
• No alteran los bordes
• Unen materiales diferentes
• Proporcionan protección contra la corrosión
• Sellan contra líquidos y gases.
• Dan amortiguamiento mecánico.
Uniones con Adhesivos
Desventajas
• Se vencen (caducan).
• Existen numerosas formulaciones.
• Involucran ensambles complicados.
• En general no son reversibles.
• Pueden requerir curado en horno.
• Requieren limpieza posterior.
• Requieren preparación de las superficies.
• No deben someterse a fuerzas desgarrantes.
• Requieren una gran área de contacto.
Uniones con Adhesivos
Diseño adecuado de juntas
A mayor área de contacto, mejor comportamiento:
Uniones a tope
Tomado de: http://repositorio.bib.upct.es/dspace/bitstream/10317/46/19/Introduccion3.pdf
Uniones con Adhesivos
Diseño adecuado de juntas
Uniones tubulares Tomado de: http://repositorio.bib.upct.es/dspace/bitstream/10317/46/19/Introduccion3.pdf
Uniones con Adhesivos
Diseño adecuado de juntas
Tomado de: http://repositorio.bib.upct.es/dspace/bitstream/10317/46/19/Introduccion3.pdf
Uniones con Adhesivos
Uniones con Soldadura
Es una Unión Permanente
Consiste en fusionar dos superficies mediante la aplicación de calor y/o presión.
El punto de unión se denomina “ensamble soldado”
En algunos casos se utiliza material de aporte
Se pueden soldar polímeros y metales, aunque para c/u hay procesos específicos
Generalidades
Uniones con Soldadura
Al ser soldadas las partes se vuelven una sola unidad.
La unión soldada puede ser más fuerte que las partes unidas si el material de aporte tiene mejores propiedades.
Los costos de uso de material y fabricación son menores que para otros métodos de unión.
Es más liviano que una unión mecánica.
El proceso puede llevarse fuera del taller, se puede realizar en campo.
Ventajas
Uniones con Soldadura
Desventajas
La mayoría de los procesos de soldadura se realiza en forma manual y la mano de obra es más costosa
Muchas operaciones son especializadas, requieren soldadores con formación especializada.
Implican un alto gasto de energía y Son peligrosos
NO permite un desensamble adecuado.
Puede presentar defectos de calidad difíciles de detectar.
Uniones con Soldadura
TIPOS
POR FUSIÓN
Usan calor para fundir las dos partes.
En los metales, generalmente se usa material de aporte para aportar volumen y resistencia a la unión.
Cuando no se añade material de aporte se denomina “soldadura autógena”.
Es el tipo de soldadura de uso más amplio.
Uniones con Soldadura
Por Fusión: CON ARCO ELÉCTRICO – SAE o AW
El calentamiento se da por un arco eléctrico.
Algunas veces utiliza presión y La mayoría utiliza material de aporte.
No permite unir metales diferentes y La soldadura MIG y TIG son subtipos de la soldadura de arco.
La MIG permite espesores entre 1-100mm
La TIG permite espesores entre 0.2-10mm
Uniones con Soldadura
POR RESISTENCIA – SR o RW
También se conoce como soldadura de punto.
Usa el calor de una resistencia eléctrica y genera una corriente que pasa entre las superficies de contacto.
Utiliza presión.
Permite unir materiales diferentes pero del mismo tipo (dos metales, dos polímeros)
Permite espesores entre 0.1 y 10mm
Por Fusión:
Uniones con Soldadura
CON OXÍGENO Y GAS COMBUSTIBLE – SOGC o OFW
La más común es la soldadura con OXIACETILENO
Usa un gas combustible para producir una flama caliente para fundir los metales.
En ocasiones de utiliza material de aporte.
Por Fusión:
Uniones con Soldadura
TIPOS
DE ESTADO SÓLIDO
La fusión proviene de la presión.
En ocasiones se utiliza calor, pero por debajo de la T° de fusión de los metales a soldar.
No se usa material de aporte.
Uniones con Soldadura
De Estado Sólido
POR DIFUSIÓN – SD o DFW
Utiliza presión y calor
Se produce por coalescencia por fusión de estado sólido.
Uniones con Soldadura
De Estado Sólido
POR FRICCIÓN – SF o FRW
Un componente rota o vibra a late velocidad y es presionado contra el otro componente
La fricción produce calor y se funden las superficies.
Eficiente ambientalmente
El equipo es costoso pero las herramientas no.
Puede automatizarse por completo.
Uniones con Soldadura
De Estado Sólido
ULTRASÓNICA – SU o USW
Aplica presión moderada y movimiento oscilatorio a frecuencias ultrasónicas en dirección paralela a la superficie de contacto.
Se obtiene unión atómica de las superficies.
Uniones con Soldadura
Otros Datos Importantes
Aplicaciones principales:
Construcción civil
Tuberías, recipientes, calderas y tanques.
Construcción naval.
Aeronútica y Aeroespacial.
Automóviles y ferrocarriles.
Uniones con Soldadura
Otros Datos Importantes
Consideraciones de Seguridad:
Altas temperaturas
Combustibles
Alta energía
Radiación ultravioleta
Chispas, salpicaduras, humo, vapores.
Uniones con Soldadura
Otros Datos Importantes
Manual: el soldador realiza todo el proceso
Con máquina: el soldador posiciona la pieza y la maquina hace la soldadura.
Automática: la máquina hace todo, requiere piezas muy precisas y altos volúmenes.
Robótica: Un brazo robótico hace la función del soldador, es más flexible y permite cantidades relativamente bajas.