PROCESOS DE

ENSAMBLE

Equipo#4

Ensamble

El ensamble se entiende como el empalme o la unión de dos

piezas (o más) entre sí para formar un conjunto completo.

Medios de ensamble

Sujeción mecánica

Creación de un enlace metalúrgico por adhesión y

difusión.

Soldadura fuerte o suave con un metal de punto de

fusión más bajo.

Tipos de ensamble

No permanentes

Semipermanentes

Permanentes

Aplicaciones ensamble no

permanente

Aplicaciones Semi-permanentes

Aplicaciones permanentes

Ensamble mecánico

Se dividen en dos principales:

•Sujetadores roscados

•Métodos de sujeción

Se puede realizar:

Con un mínimo de herramientas especiales

Periodos relativamente cortos

Son de tecnología simple

Se pueden inspeccionar con facilidad

Sujetadores roscados

Permiten el desensamble

Son la categoría mas importante

Se producen mediante formado en frio

Por lo general, se recubren para aumentar su

resistencia

Estandarización de tornillos y

pernos

Pernos y tornillos

Tornillo

Es un sujetador con rosca externa que se ensambla en

un orificio roscado ciego.

Tipos de tornillo

Tornillos para maquina

Tornillos de cabeza cuadrada

Tornillos prisioneros

Tornillo autorroscante (roscante)

Tornillos para máquina

Tornillos de cabeza cuadrada

Tornillos prisioneros

Tornillos autorroscantes

Rosca

Es un sujetador de rosca interna que coincide

con la del perno del mismo diámetro, paso y

forma de rosca.

Perno

Es un sujetador con rosca externa que se inserta a

través de orificios en las piezas y se “atornilla” con

una tuerca en el lado opuesto.

Pernos sin cabeza (Espárragos)

No posee la cabeza normal de un perno

Se utiliza para ensamblar dos piezas mediante

dos tuercas

Insertos con rosca de tornillo

Pernos sin cabeza con rosca interna

Hechos para insertarse en un orificio sin rosca y aceptar

un sujetador con rosca externa

Se ensamblan en materiales más débiles para

proporcionar roscas fuertes

Insertos con rosca de tornillo

Sujetadores roscados prisioneros

Sujetadores con rosca que se han pre ensamblado

permanentemente a una de las partes que se van a unir

Arandela

Se usa con frecuencia en sujetadores roscados para

asegurar la firmeza de la unión mecánica.

Es un anillo delgado plano de chapa de metal

Funciones

Distribuir tensiones que se concentrarían en la cabeza

del perno o tornillo.

Proporciona apoyo para orificios de separación grandes

en partes ensambladas

Aumenta la tensión del resorte

Protege las superficies de las partes

Sella la unión

Resiste el aflojamiento inadvertido

Remaches

Es una punta con cabeza sin rosca que se usa para unir

dos o más partes.

Se utilizan para obtener una unión permanente sujeta

en forma mecánica.

Ofrece:

Altas velocidades de producción

Simplicidad

Confiabilidad

Bajo costo

Herramientas y métodos de

aplicación

Por impacto

Compresión uniforme

Combinación de impacto y compresión

Ojillos

Sujetador de pared delgada con un reborde en un

extremo

Se usan para:

Producir una unión empalmada permanente entre dos o

más piezas planas.

Ahorrar material, peso y costos.

Ojillos

Ajustes por interferencia

La interferencia es lo que mantiene juntas a

las partes coincidentes que se van a unir

Ajuste con Prensa

Un ensamble de ajuste con prensa es aquel

donde los dos componentes tienen un

dispositivo de ajuste por interferencia entre

ellos.

Ajuste por contracción y por

expansión

Estos ajustes hacen referencia al ensamble de

dos partes que tienen un ajuste por interferencia

a temperatura ambiente (ejemplo: chaveta)

Ensamble por contracción

Se calienta la pieza externa para agrandarla. Mientras la interna

permanece a temperatura ambiente o es enfriada para contraer su

tamaño. Se ensamblan las piezas y se devuelve a temperatura

ambiente, y la parte externa se encoja y la parte externa se

expanda para formar un sólido ajuste por interferencia

Ensamble por expansión

Ocurre cuando sólo la pieza interna se enfría y se contrae para un

ensamble.

Estos métodos de ensamble se usan para ajustar engranes, poleas,

mangas y otros componentes sobre flechas sólidas y huecas.

Para obtener el calentamiento

Sopletes

Hornos

Calentadores por resistencia eléctrica

Calentadores por inducción eléctrica

Ajustes de agarre automático y anillos de retención

Los ajustes de agarre automático son una modificación de los

ajustes por interferencia. Implican la unión de dos piezas, en las

cuales los elementos que coinciden poseen una interferencia

temporal mientras se oprimen juntos, pero una vez ensamblados se

entrelazan para conservar el ensamble

Ajuste automático

Anillo de retención

Es un sujetador que se agarra a presión dentro de un surco que

forma una circunferencia sobre un eje o tubo para establecer un

hombro.

Están hechos de láminas metálicas o de alambres sometidos a

tratamientos térmicos para obtener dureza y rigidez.

Anillo de retención

Otros métodos de sujeción mecánica

Puntillado

Engrapado

Cosido

Chavetas de doble punta

Puntillado

Clavijas

Son sujetadores formados de alambre con una mitad redonda en

un pasador único de dos vástagos.

Se insertan en los huecos de las piezas que coinciden y sus

extremidades se separan para fijar el ensamble.

Clavijas

SOLDADURA

La soldadura es un proceso de unión de materiales en el cual se

funden las superficies en contacto de dos o más piezas mediante la

aplicación conveniente de calor y/o presión.

Soldadura

Proporciona una uniónpermanente.

La unión soldadapuede ser más fuerteque los materialesoriginales.

Es la forma máseconómica de unircomponentes.

La soldadura no selimita al ambiente defábrica.

Son caras en términos de costo de

mano de obra.

Son inherentemente peligrosos

debido a que implican el uso de

mucha energía.

No permite un desensamble

adecuado.

Ventajas Desventajas

El procedimiento de soldadura con gas o con arco, requiere de la aplicación de metales de relleno que produzcan soldadura de la mejor calidad deseable.

Material de aporte

Material de aporte

Tabla 2. Materiales de aporte utilizados con soldadura fuerte

Material de aporte Temperatura de fusión, (ºC) Principales aplicaciones

Aluminio - Silicio 600 Soldadura del aluminio

Cobre 1120Soldadura de aleaciones Níquel –

Cobre

Cobre - Fósforo 850 Cobre

Cobre - Zinc 925 Aceros, hierros, níquel

Oro - Plata 950Aceros inoxidables, aleaciones de

níquel

Aleaciones de Níquel 1120Aceros inoxidables, aleaciones de

níquel

Aleaciones de Plata 730Titanio, monel, iconel, aceros de

herramientas, níquel

Tipos de uniones

Soldadura blanda

Soldadura blanda

Se define como el proceso de unión (de dos o más piezas) mediante calor

y el material de aportación, se caracteriza porque el material base no se

funde, la unión se realiza mediante el material de aportación.

A diferencia de la soldadura fuerte, el punto de fusión del material de

aporte es menor, rondando por debajo de los 450° C y obviamente menor

que el material base.

Las uniones realizadas con soldadura blanda presentan menor

resistencia que las hechas con soldaduras fuertes pero tienen la

ventaja de que el calor al que es expuesto el material base es

menor y tiene la posibilidad de unir piezas pequeñas como

componentes electrónicos aunque también puede unir

conducciones de agua, etc.

Soldadura blanda

Componentes

Soldador

Se encarga de proporcionar el calor para que el material de

aportación llegue al punto de fusión para que se realice la unión de

los materiales base.

Fundente

El fundente es una solución acuosa de cloruro de zinc que facilita

que el material de aporte fluya a través de las áreas donde se

realizara la unión y haciendo finalmente que la soldadura sea más

resistente.

Existen dos tipos de fundentes:

Fundente orgánico

Fundente inorgánico

Material de aporte

El material de aporte debe tener una gran capacidad de mojar el material

base y como se dijo anteriormente su punto de fusión debe ser más bajo

que este. Después de que solidifique el material de aporte este deberá

tener la resistencia mecánica y de corrosión para las condiciones por las

cuales fue requerida

La aleación de plomo-estaño es la más común. La composición eutéctica

con 63% de estaño con el punto de fusión más bajo es ideal para

conexiones eléctricas

Técnicas de soldadura blanda.

Soldadura en horno.

Soldadura con soplete.

Soldadura por resistencia.

Soldadura por inducción.

Soldadura por infrarrojo.

Soldadura con rayo láser.

Soldadura por resistencia

También llamado soldador de estaño, cuenta con una punta de

cobre donde cuenta con una resistencia que calienta dicha punta

que mantiene una temperatura constante.

Soldadura con soplete

La fusión del material de aporte se pude alcanzar a través de la

flama de un soplete. Se puede utilizar gas de acetileno, propano,

gas natural, etc. y aire como comburente y se puede o no utilizar

oxígeno puro que creara una llama de mayor temperatura.

Proceso con soldadura blanda

Se debe tener una gran limpieza eliminando

oxido y posibles suciedades. Para realizar

dicho trabajo es necesario utilizar el fundente.

Soldadura suave en olas

La soldadura suave en olas es una técnica mecanizada que permite que se suelden varios alambres de plomo en una tarjeta de circuitos impresos (PCB, por sus siglas en inglés), conforme pasa una ola de soldadura suave fundida. La disposición típica es tal que se carga una PCB, donde los componentes electrónicos se han colocado con sus alambres de plomo que sobresalen por los orificios de la tarjeta, sobre un transportador que lo conduce a través del equipo para soldadura suave en olas. El transportador sujeta la PCB por los lados, de manera que la parte inferior quede expuesta a los siguientes pasos del procesamiento: se aplica fundente usando alguno de los diferentes métodos, incluidos la aplicación de espuma, por aspersión o por cepillado; se usa un precalentamiento (mediante focos, bobinas de calentamiento y dispositivos infrarrojos) con el fin de evaporar solventes, activar el fundente y elevar la temperatura del ensamble; y se usa la soldadura suave en olas para bombear soldante líquido desde un baño fundido, a través de una ranura en la parte inferior del tablero, para hacer las conexiones de soldadura entre los alambres de plomo y el circuito metálico en la tarjeta. Con frecuencia la tarjeta se inclina ligeramente, y se mezcla un aceite estañante especial con el soldante fundido para disminuir su tensión superficial. Estas dos medidas ayudan a inhibir la acumulación de soldadura y la formación de “carámbanos” en la parte inferior de la tarjeta. La soldadura suave en olas se usa ampliamente en la electrónica para producir ensambles de tarjetas de circuitos impresos.

Soldadura suave por reflujo

: Este proceso también se usa ampliamente en electrónica para ensamblar componentes montados en superficies de tarjetas de circuitos impresos. En el proceso, una pasta para soldadura, que consiste en polvos de soldadura en un aglutinante fundente, se aplica a puntos en la tarjeta donde se van a hacer contactos eléctricos entre los componentes montados en la superficie y el circuito de cobre.

Después, los componentes se colocan en los puntos de la pasta, y el tablero se calienta para fundir el soldante, formando uniones mecánicas y eléctricas entre las puntas de los componentes y el cobre en la tarjeta de circuitos.

Los métodos de calentamiento para la soldadura suave por reflujo incluyen el reflujo de fase de vapor y el reflujo infrarrojo.

Soldadura suave con reflujo de fase de vapor

Un hidrocarburo líquido inerte tratado con flúor

se vaporiza en un horno mediante

calentamiento y después se condensa en la

superficie de la tarjeta, donde transfiere su

calor de vaporización para fundir la pasta para

soldadura y formar uniones soldadas en las

tarjetas de circuitos impresos

Soldadura suave infrarroja por reflujo

Se usa el calor de una lámpara infrarroja para

fundir la pasta de soldante y formar uniones

entre las puntas de los componentes y las áreas

de circuitos en la tarjeta. Algunos métodos de

calentamiento adicionales para refundir la pasta

de soldante incluyen: el uso de placas calientes,

aire caliente y láseres.

Soldadura suave infrarroja por reflujo

Soldadura fuerte

Concepto

Soldadura fuerte es el proceso de unión de

dos piezas mediante calor y un material de

aportación que se funde a una temperatura

por encima de los 427°C y por debajo del

punto de fusión de las piezas a ser soldadas.

Las dos piezas por unirse se prensan en

conjunto y se pasa a una corriente alterna

por la zona de contacto.

Resistencia eléctrica

Soldadura a tope por chispas

La corriente se aplica durante la aproximación

de las dos partes; de esta manera, ocurre un

calentamiento extremadamente rápido cuando

hacen contacto primero las irregularidades

superficiales.

Soldadura por resistencias por

punto

La fuente de calor la crea una bobina de

inducción adaptada a la configuración que

forman las piezas que se pretenden unir.

Inducción

La soldadura por inducción es particularmente

adecuada para grandes producciones. Los

soldadores pueden también estar equipados

con cabezales de contactos, convirtiéndolos

en sistemas de soldadura de doble propósito.

La soldadura por inducción se usa en la

industria de tubos y tuberías para la soldadura

longitudinal de acero inoxidable (magnético y

no magnético), aluminio, aceros de bajo

contenido de carbón (HSLA) y muchos otros

materiales conductores.

Ultrasonido

Definición

Es un proceso de soldadura en estado sólido

que suelda por la aplicación de vibraciones de

energía de alta frecuencia mientras las piezas

están siendo sujetadas a presión.

Soldadura ultrasónica

Permite unir metales diferentes

Los tiempos de ciclo son menores a un segundo

No requiere de fundente

No contamina

No hay calentamiento por lo que no se fragilizan zonas afectadas por calor

Superior conductividad eléctrica

La contaminación superficial y oxidación no afectan

Inversión alta

No permite hacer soldaduras de cordón

Piezas con espesores pequeños

Solo para superficies planas o con pequeñas curvaturas

Ventajas Desventajas

Soldadura ultrasónica

Proceso

Costura

Sonotrodo

Es la parte del sistema acústico que se apoya

en una de las piezas a soldar, transmitiendo

las vibraciones hasta conseguir la unión entre

las dos piezas.

Aplicaciones

Conexiones eléctricas

Laminas de metal

Empaque

Industria automotriz

Gases combustibles

Soldadura con oxigeno y gas

combustible (OFW)

Grupo de operaciones de fusión durante las

cuales se queman diferentes combustibles

mezclados con oxígeno para ejecutar la

soldadura.

Los procesos de OFW emplean varios tipos

de gases, los cuales representan la principal

diferencia entre los integrantes de este grupo.

Soldadura con oxiacetileno

(OAW)

Es un proceso de soldadura por fusión

realizado mediante una flama de alta

temperatura a partir de la combustión del

acetileno y el oxígeno. La flama se dirige

mediante un soplete de soldadura. En

ocasiones se agrega un metal de relleno y a

veces se aplica presión entre las superficies

de las piezas que hacen contacto.

El equipo de la OAW es relativamente barato y

portátil. Por lo tanto, es un proceso económico

y versátil, conveniente para producción en

bajas cantidades y trabajos de reparación.

Soldadura por gas a presión

(PGW)

Es un proceso de soldadura por fusión,

mediante el cual se obtiene la coalescencia

sobre todas las superficies de contacto de las

dos piezas, calentándolas con una mezcla de

combustible apropiada (por lo general gas

oxiacetileno) y después aplicando presión

para unir las superficies.

En este proceso un arco sostenido genera el calor para fundir el material de la pieza de trabajo; esta soldadura se basa en someter a dos conductores que están en contacto a una diferencia de potencial, por lo que termina estableciéndose una corriente eléctrica entre ambos.

Arco eléctrico

Soldadura de tungsteno con arco

eléctrico y gas (GTAW) (TIG)

Se realiza por medio de fusión

El electrodo no se funde y no se emplea de

material de aporte

Cuando el electrodo de tungsteno se conecta

a la terminal negativa de una fuente de poder

se convierte en el cátodo; la pieza de trabajo,

conectada a la terminal positiva se transforma

en el ánodo. Un gas inerte protege a ambos

electrodos.

TIG/GTAW

Equipo básico para el GTAW

Una máquina para soldar con arco y sus

cables

Un suministro de gas inerte con mangueras,

reguladores, etc.

Un suministro de agua (para algunos tipos de

sopletes)

Un soplete.

Soldadura con arco metálico y gas

(GMAW)(MIG)

Consiste en mantener un arco entre un

electrodo de hilo sólido continuo y la pieza a

soldar. Tanto el arco como el baño de

soldadura se protegen mediante un gas que

puede ser activo o inerte.

MIG/GMAW