Procesos de Manufactura

Ingeniería Mecánica Industrial

Guatemala 26 de octubre de 2011

Trabajo de grupo de estudiantes

Una unión es un método de ensamblaje que se práctica entre piezas de mismo material o diferentes material.

Algunas uniones son:

Objetivos del diseño: Uniones

Soportar esfuerzos

Obtener una máxima efectividad

Características del diseño: El área pegada debes ser tan grande como sea posible, dentro

de lo permitido por la geometría de la unión y las limitaciones de peso.

Un porcentaje del área pegada debe contribuir a la resistencia de la unión.

Factores a evaluar en el diseño Lugar de acción de la unión

Concentración de tensiones

Preparación de las superficies

Sistema de curado de la superficie

Coste de la unión

Otros factores adicionales a evaluar: El adhesivo debe ser adecuado para resistir las cargas

Compatible con los métodos de producción

Transmitir las cargas de trabajo previstas

Resistir los ambientes a que se está trabajando

Las uniones a tope resisten considerablemente los esfuerzos de tracción y compresión. Con el inconveniente de que si la carga se desalinea respecto al eje de revolución se puede producir el desgarro de la unión.

Dentro de las uniones a tope encontramos las uniones tubulares.

Las uniones a solape, son las mas usadas al unir mediante adhesivos, pues son uniones sencillas de realizar y permiten unir materiales de espesores pequeños.

Debido a la desalineación de las cargas, se produce una concentración de tensiones en las zonas finales de la unión, que son iniciadoras de rotura o desgarro.

En este tipo de uniones son susceptibles de esfuerzos de desgarro o pelado, la concentración de esfuerzos es inevitable.

Los esfuerzos de tensión son muy peligrosos debido al pandeo del perfil y a la aparición de momentos flectores. Los esfuerzos de tracción y normales son mínimos.

Las partes realizadas de plásticos son unidas a otros plásticos o metales por medio de varias técnicas utilizadas actualmente, entre las cuales podemos mencionar:

Sujeción Mecánica: se emplean tornillos plásticos o metálicos colocados dentro de agujeros

Esta unión se diseña para evitar la deformación del material por la exposición a altas temperaturas por tiempos prolongados.

Sellado y unión térmica

Debido a que los termoplásticos se funden con laaplicación de altas temperaturas se utilizan ciertastécnicas las cuales son:

Soldadura con herramienta o rodillo caliente:

Utilizado mayormente en los polímeros ya que son malosconductores de calor; este tipo de soldadura se utiliza parapiezas delgadas.

Soldadura por fricción: Se sujeta una pieza firmemente mientras la otra casi siempre bajo la acción de cargas axiales es girada y presionada aumentando así la temperatura.

Soldadura con gas caliente: Es equivalente a la soldaduracon oxígeno y gas combustible excepto que la fuente decalor es aire o gas inerte caliente. Se realiza biselado enpieza para mayor penetración de soldadura.

Adhesiva: Es la más adaptable de todas ya que esadecuada para termoplásticos, termofijos, materialesdisímiles, combinaciones polímero-metal y cerámico-metal, e incluso para la unión de estructurasmanufacturadas y naturales.Importante tomar encuenta preparación superficial para evitar oxidacionesy rugosidades.

Los cerámicos y vidrio son materiales sólidos nometálicos e inorgánicos constituidos por elementosmetálicos tales como el silicato o el boro y no metálicostales como el oxígeno, carbón o nitrógeno. Cuando seconsideran uniones de este tipo de materiales se debetomar en cuenta la estructura del material, inerciaquímica y punto de fusión (alto en muchos cerámicos).

Los vidrios se pegan fácilmente unos con otroscalentándolos y aplicándoles presión. Existen sellos devidrio y metal que son posibles mediante la aplicaciónde iones metálicos que son capaces de penetrar dentrode la red cristalina del vidrio. El problema principalradica en el coeficiente de dilatación térmica quetienen los sellos.

La alumina, un tipo de cerámica, el cual pasa por unproceso moly-manganeso, el cual se aplica a lasuperficie del material y se hornea cerca de 1500oCprovocando una capa con propiedades comunes comodureza, brillo y porosidad (capa vítrea) con la fronteradel material utilizado, luego de un baño de Niquel esposible la soldadura con metales de aporte como lo sonaceros de baja aleación (menores a 0.3% de C),aleaciones de cobre, etc (ver tabla 18-1 libro de texto).El tipo de soldadura utilizada debe contener altosgrados de químicos reactivos que logren la unión, unode los materiales más utilizados es el Titanio.