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 de costura

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