TECNOLOGIA DE LOS PROCESOS DE MANUFACTURA – IN179TAREA ACADEMICA No 3 (TA 3)

2015-1Profesor: Waldo Balarezo Fernández Alumno: Sebastián Alonso Quispe capcha

1. Explique las partes y el principio del funcionamiento de la máquina de soldar utilizada por usted en sus prácticas de laboratorio de soldadura eléctrica.

A. Generador o Soldadora: Es la parte más importante dentro del soldador. Es un conjunto

de elementos que proporcionan la energía para realizar el trabajo.

B. Cable pinza porta electrodo. Cable que sale del bobinado, hacia la pieza.

C. Varilla de Soldadura o Electrodo. Es la varilla que realiza la soldadura.

D. Cable de tierra o de masa: Cable que va conectado a la pieza donde encontramos al

electrodo.

E. Pinza porta electrodo: Donde se ubica el electrodo que utilizaremos para soldar.

F. Botón de apagado y encendido o Interruptor: Es el switch con cual se enciende y

apaga el paso de corriente.

G. Cable para conectar a la toma de corriente o Cable de alimentación: El cable de

conexión eléctrica, para que pueda funcionar el soldador eléctrico.

H. Bornes de conexión de Cables de tierra y Cable pinza porta electrodo. Es un cable

que une el bobinado con la pieza.

I. Manija Para Regulación de Amperaje. Se utiliza para regular el amperaje que se

requiera, según las características del trabajo que se vaya a realizar.

El principio de funcionamiento de la máquina eléctrica de soldar:

El cable de masa (D) y de la pinza porta electrodos (B) se conectan a la soldadora por medio de los correspondientes bornes (apretarlos bien para evitar calentamientos) salvo que la soldadora no sea del tipo con cables ya conectados. Para el empleo de electrodos básicos para corriente alterna utilizar el borne (H). El borne del cable de masa va conectado a la pieza por soldar o con el plano porta piezas de forma que el contacto sea el mejor posible, por eso no deberá contener herrín, grasas, pinturas, etc. El circuito de soldadura no deberá ser colocado deliberadamente en contacto directo o indirecto con el conductor de protección sino con la pieza por soldar. Si la pieza sobre la que se trabaja viene conectada deliberadamente a tierra a través del conductor de protección, la conexión debe ser lo más directa posible y efectuada con un conductor de sección al menos igual al del conductor de retorno de la corriente de soldadura y conectado a la pieza sobre la que se trabaja, en el mismo punto del conductor de retorno utilizando un segundo borne de masa situado inmediatamente cerca. Montar el electrodo (C) en el alojamiento de la pinza porta electrodo (E) asegurándose de que esté suficientemente apretado. Accionar el volante de regulación y llevar el índice a la posicióncorrespondiente al diámetro del electrodo elegido para el tipo de soldadura por efectuar y, mediante el interruptor, poner en funcionamiento la soldadora. La máscara se utilizará en todas las operaciones de soldadura como pantalla al arco eléctrico el cual podríaprovocar una inflamación en los ojos que se manifiesta como una

fastidiosa sensación de "arena", por tanto conviene no probar a encender el arco sin pantalla para ver mejor lo que se hace.

Además es necesario equiparse con un par de guantes y un delantal de piel para evitar que gotas de metal fundido pudieran provocar quemaduras. Es necesario, después de la soldadura, retirar la escoria depositada en el revestimiento del electrodo. Esta operación se efectúa con el desincrustador, posiblemente en frío y con mucho cuidado sobre todo si se tuviesen que realizar más pasadas. Esto permitirá obtener un empalme sin pegaduras e inclusiones.

2. ¿Qué tipos de corriente se utilizan para la soldadura de arco metálico con electrodo revestido, es mejor soldar con una fuente de corriente continua que con una de corriente alterna?

Para lograr buenas soldaduras se necesita una máquina que controle la intensidad de la electricidad, aumente o disminuya la potencia según se requiera y que sea segura para manejarla. Hay tres tipos principales de máquinas utilizadas en la soldadura con arco eléctrico que funcionan con: a) corriente alterna (C.A.) b) corriente continua (C.C.) c) corriente alterna y corriente continua (C.A.) y (C.C.)

a. Máquinas que funcionan con corriente alterna

Las máquinas que funcionan con corriente alterna (CA) se llaman transformadores. Transforman la corriente de la línea de alimentación (que es de alto voltaje y de bajo amperaje) en una corriente útil pero segura para soldar (que es de bajo voltaje y alto amperaje). Esto se efectúa dentro de la máquina con un sistema que consiste en: un devanado primario, uno secundario y un reactor movible.

b. Máquinas que funcionan con corriente continua

Las máquinas que funcionan con corriente continua se clasifican en dos tipos básicos:− Generador − Rectificador

En un generador de corriente continua, la corriente se produce por la rotación de una armadura, inducido, dentro de un campo eléctrico. Esta corriente alterna generada la captan una serie de escobillas de carbón y un conmutador o colector que la convierte en corriente continua. Los rectificadores básicos son transformadores de CA a los que se les ha agregado un rectificador. La corriente que suministra el transformador se envía al rectificador que la convierte o rectifica a corriente continua.

Es por ello que, la corriente continua es la mejor opción de corriente más común para las soldaduras de arco con electrodo revestido. La corriente fluye solo en una dirección y tiene varias ventajas por sobre la corriente alterna para el proceso de soldadura. Estas ventajas incluyen mejores cortes del arco, menos salpicaduras, inicio del arco más fácil, menos adherencia y mejor control de soldaduras fuera de la posición.

3. ¿Qué es lo que hace que la soldadura se agriete y cuáles son sus correciones? Explicar las razones de los casos.

Comprobar deformacines y corregir:Las roturas, sus causas son los esfuerzos que sufre el apero por múltiples razones.Debemos intentar corregirlos lo mejor posible, y una vez corregido, reforzarlo. Intentando evitar que se rompa otra vez por el mismo sitio.

Una segunda rotura en el mismo sitio, complica más la reparación y añade más tiempo.Cuando se producen deformaciones importantes, realmente es muy costoso corregir (enderezar). Puede que sea más interesante, valorar cortar la zona más dañada, pero podemos sustituirla por un pedazo del material gemelo, con el que está hecho el útil de labor.De esta manera consigue recuperar las medidas originales que conviene conservar, por la efectividad que dará cuando esté trabajando.

No soldar con pinturaLa pintura es uno de nuestros inconvenientes importantes para poder soldar con electrodo en unas condiciones aceptables.Sus componentes químicos producen impurezas que se mezclaran con el material que aportamos al soldar con electrodo.Es un proceso sencillo y muy efectivo. Tener una superficie a soldar con electrodo que este bien preparada nos facilita, hacer un buen cordón de soldadura.La forma más recomendable para realizar esta preparación es, con una radial pequeña. Es más seguro para el operario y cómodo al entrar en huecos pequeños.Nos basta con limpiar la zona a soldar y un poco más (un par de centímetros) en la longitud del cordón de soldadura.Una soldadura sin impurezas es más resistente. Es mucha la calidad que conseguimos a cambio de un detalle bien hecho.

Limpiar o quitar la soldadura antigua

Habitualmente las roturas se producen por las zonas más débiles. Esas zonas débiles suelen ser las uniones que se realizan con soldadura.Cuando se agrietan los cordones en las uniones, no son superficies apropiadas para aplicar otro cordón de soldadura (Sé que todos lo hacemos, tenemos prisa). Con esta práctica, lo más probable es que vuelva a romper por el mismo sitio.De nuevo, con una radial pequeña, tenemos que intentar quitar la soldadura vieja, y dejar la superficie sin pegotes del cordón antiguo.A veces los espacios pequeños nos limitaran, estas ocasiones hay que considerar la integridad personal.

Nunca interesa cuestionar la seguridad personal, se hará lo que se pueda, pero con seguridad. Tenemos como alternativa reforzar en algún punto estratégico del apero.

Elegir los electrodos que usaremos.

Es conveniente tener algo de variedad con de electrodos de soldar. Sus calidades son diferentes según el tipo de esfuerzos que van a soportar.Estos también han de ser proporcionales dependiendo de la máquina de soldar de la que disponemos. Estos detalles y otros iremos tratando en un futuro próximo.Con 3 ó 4 variedades de electrodos, de aportación distintos, podríamos cubrir un buen número de trabajos distintos con soldadura.Unos nos servirían para el punteado de las piezas a soldar, otros para realizar los cordones más fuertes,Y aquellos que tengan algunas partes en acero inoxidable, este último solo se puede unir con electrodos de inoxidable.

Graduación de intensidad en la máquina de soldar.

La sección o diámetro del electrodo es uno de los factores que determina la intensidad más apropiada para soldar los materiales.El espesor del material a soldar es determinante, cuanto mayor es el espesor, mayor es la intensidad que necesitamos para que se produzca una buena fusión en los materiales que vamos a unir.Estas dos variables tenemos que intentar ajustarlas lo mejor posible. Una buena graduación nos dará unos acabados óptimos en calidad.

Hacer pruebas antes de soldar.

Debemos coger un pedazo de hierro, que no sirva e ir ajustando la intensidad de la máquina, antes de aplicar, ninguna soldadura a realizar.Este error nos llevaría, a volver a limpiar y preparar, las superficies que vamos a unir.Son estos pequeños detalles, los que nos garantizan una buena soldadura, realizada con más garantía.

Puntear antes de soldar.La soldadura es un proceso que genera calor. Los materiales que vamos a unir, sufren deformaciones con el calor que aplicamos al soldar.Este es un motivo importante como para intentar minimizar las deformaciones por calor. Puntear los cuerpos a soldar es lo que nos va a dar mejores acabados y resistencia.Tenemos que ir dando unos puntos de soldadura, antes de aplicar el cordón ó cordones finales.

4. ¿Cómo se pueden eliminar o reducir los efectos de la distorsión que provoca la soldadura? • Si usa corriente directa en un proceso de soldadura SMA en rangos de corriente mayores a 250 amperes, cambie a corriente alterna AC.

• Mantenga un arco lo más corto posible para que la fuerza del arco contrarreste la distorsión de arco. • Reduzca la corriente de la soldadura. Esto puede requerir una reducción en la velocidad del arco. • Coloque el electrodo en un ángulo opuesto a la dirección de la distorsión de arco respecto de la pieza a soldar. • Realice un punteado con bastante soldadura en ambos lados de la pieza a unir; coloque los puntos frecuentemente por toda la pieza ya que tiende a separarse o a soltarse. • Suelde hacia puntos gruesos de unión o hacia un área previamente soldada. • Use la técnica de soldadura regresiva. • Suelde alejado de la conexión de la pieza para reducir la distorsión de arco trasero, y suelde más cerca para reducir la distorsión de arco frontal. • Si la soldadura produce costuras gruesas, una pequeña cantidad de distorsión trasera es deseable y se obtiene soldando hacia la conexión de la pieza. • Enrolle el cable de tierra alrededor de la pieza a soldar a fin de que la corriente que regresa pase por la fuente de poder en cierta dirección que se neutralizará el campo magnético que cause la distorsión de arco.

5. Se va hacer una soldadura atope con una sola ranura entre dos piezas de placas de acero:(a) ¿Qué clase de acero es el que tiene menos probabilidades de agrietarse

por la soldadura? ¿Por qué?(b) Si se selecciona un acero con 0.5 % de contenido de carbono y una

templebilidad media, ¿qué proceso de soldadura es menos probable que lo agriete? ¿por qué?

(c) Si se usa soldadura con arco para el acero especificado en el incisp (b) , ¿qué se puede hacer para disminuir las posibilidades de agrietamiento?

6. Dibuje un diagrama de las fuerzas que actúan sobre una viruta durante su formación.

7. ¿Porqué se recubren las herramientas de corte? ¿cuáles son los materiales comunes para para recubrimiento? ¿Qué es un recubrimiento de fases múltiples? indique sus ventajas

Normalmente las herramientas de corte , en cualquier tipo de maquina herramienta , (salvo las rectificadoras ) son de acero rapido y metal duro, con respecto a este ultimo existen una variedad muy grande segun se trate del meterial a mecanizar, y estemos desbastando o terminando, pero tanto en unos como otros son suceptibles de recubrir con el objeto de mejorar la durabilidad de los filos de corte , por ejemplo Titanio

TiAlN (multicapa y monocapa) son recubrimientos extraduros (PVD) basados en nitruro de titanioaluminio que destacan por su dureza, estabilidad térmica y resistencia a ataques químicos. Protegenlas aristas de corte por abrasión y adhesión así como por carga térmica.• Multicapa: combina la elevada tenacidad de la estructura multicapa, con su alta dureza HV3.000 y la buena estabilidad térmica, 800º C, y química de la capa TiAlN. Así protege lasherramientas de corte de acero rápido y metal duro contra el desgaste prematuro producidopor tensiones severas. Debido a su estabilidad térmica, permite trabajar en mecanizados aaltas velocidades e incluso en seco o con mínima cantidad de lubricante.

8. Describa el proceso de maquinado por electroerosión.,Indique el dieléctrico utilizado, material de los electrodos, fuente de suministro de potencia o fuente de poder y el sistema de control. En qué se usa este proceso?

La electroerosión es un proceso de erosión térmica en el cual se extrae metal mediante una serie de descargas eléctricas recurrentes entre una herramienta de corte que actúa como electrodo y una pieza conductora, en presencia de un fluido dieléctrico. Esta descarga se produce en un hueco (“gap”) de voltaje entre el electrodo y la pieza. El calor de la descarga vaporiza partículas diminutas del material de la pieza y del electrodo, que seguidamente se eliminan del hueco por el dieléctrico que fluye continuamente.

Existen 2 procesos de maquinado por electroerosión:

Electroerosión por penetración

El fluido dieléctrico es aceite mineral, aunque en algunas máquinas pueden usar agua u

otros líquidos especiales. El electrodo, por lo general de grafito o cobre electrolítico,

se fabrica con la imagen inversa o negativa de la pieza que se desea obtener, por lo

cual genera cavidades en la pieza, este se une al cabezal de la máquina que está

conectado a un polo -por lo general el polo positivo- de una fuente de alimentación

pulsada. Aplicaciones: fabricación de moldes y troqueles de embutición.

Electroerosión por hilo

El fluido dieléctrico es agua desionizada, En este proceso, el electrodo de grafito se

sustituye por un hilo consumible, cargado eléctricamente y controlado por CNC,

capaz de efectuar cortes muy finos e intrincados.Un mecanismo de alimentación

continua suministra hilo nuevo, de manera que el desgaste del electrodo no es un

problema, sin embargo dado que el hilo es muy delgado, la energía utilizada es

limitada y las tasas de extracción son bajas. Aplicaciones: conjuntos punzón-matriz,

insertos para moldes, componentes electrónicos, como así también para medicina y

relojería.

9. Liste las funciones principales de los fluidos de corte. Los fluidos de corte se utilizan en la mayoría de las operaciones de mecanizado por

arranque de viruta. Estos fluidos, generalmente en forma líquida, se aplican sobre la zona de formación de la viruta, para lo que se utilizan aceites, emulsiones y soluciones. La mayoría de ellos se encuentran formulados en base a un aceite de base mineral, vegetal o sintética, siendo el primero el más utilizado, pudiendo llevar varios aditivos.

Los principales tipos de fluidos de corte mecanizado son :- Los aceite íntegros.- Las emulsiones oleosas.- Las "soluciones" semi‐sintéticas.- Las soluciones sintéticas.

Funciones de los fluidos de corte - LUBRICACIÓN: Reducir el coeficiente de fricción entre la herramienta y la pieza y

entre la herramienta y la viruta que está siendo eliminada.   - REFRIGERACIÓN: El fluido debe eliminar el elevado calor que se produce en la

operación de mecanizado.  

- ELIMINACIÓN DE VIRUTA: El fluido debe retirar eficientemente la viruta lejos de la zona de operación para no interferir en el proceso y permitir la calidad superficial requerida.  

- PROTECCIÓN FRENTE A LA CORROSIÓN: El fluido acuoso podría oxidar y corroer la pieza, la herramienta o la máquina, para evitarlo las formulaciones incorporan protectores frente a la corrosión. 

10.Desarrolle el proceso para la fabricación del conjunto mostrado en 3D. Se adjunta piezas que componen el conjunto y como información los planos que ayudadrían a su fabricación. Las medidas del material de inicio son:Eje : 800mm de longitud X 200mm de diámetro.Engranaje: Una rodaja de 200mm de ancho X 700mm de diámetroDebe indicar lo siguiente: -- -Material a utilizar. Consultar cualquier catálogo de proveedores de acero. -Máquinas utilizadas.-Secuencia de maquinado (paso a paso) y nombre de las operaciones que intervienen en el proceso.-Herramientas utilizadas para cada operación