Soldadura

INSTITUTO TECNOLOGICO DE LA PAZProcesos de manufacturaIng. ElectromecnicaTema: Uniones permanentesMaestro: de la Toba CamachoAlumnos: Jos Alfredo Luna Villavicencio Oswaldo Medina Colon

IntroduccinEn esta exposicin hablaremos sobre los tipos de uniones permanentes en piezas donde se requiera una unin fuerte y de gran tiempo de vida til.Uniones PERMANENTESLas uniones permanentes son aquellas que se utilizan para lograr una fijacin fuerte entre dos piezas, por distintos mtodos.

Tipos de uniones:Remaches y RoblonesAdhesivosAjuste a presinSoldadura

Remaches y roblonesUn remache es una pequea varilla cilndrica con una cabeza en un extremo.Sirve para unir varias chapas o piezas en forma permanente, al deformar el extremo opuesto al de la cabeza, por medio de presin o golpe, obteniendo en l otra cabeza. A este proceso se le conoce como remachado o roblonado.Puede hacerse a mano o mediante una remachadora

Unin por ajuste a presinEs aquella que se utiliza cuando el eje es ms grande que el agujero donde va a ir colocado. Esta unin impide el movimiento entre ambas piezas.Se diferencian dos elementos, el eje de la pieza interior y el agujero es la pieza exterior.Para introducir una pieza dentro de otra es necesario calentar la pieza donde est situado el agujero para que se dilate y poder introducir el eje con facilidad, al alcanzar la temperatura ambiente la unin estar realizada. Un ejemplo es el buln en la biela y esto a su vez, en el conjunto biela-pistn de un motor de automvil en el que el buln va fijo a la biela.La mayora de los productos fabricados por la industria estn compuestos por diversas piezas acopladas unas a otras. Para que el funcionamiento sea correcto es necesario que unas piezas estn fijas y otras puedan girar libremente..Dependiendo de las medidas dadas de cada una se tendr:Cuando d < D existe juego. Juego = D d. a este tipo de ajuste se le denomina ajuste libre o mvil.Cuando d > D habr lo que se denomina aprieto. Aprieto = d D. A este tipo de ajuste se le denomina ajuste forzado o fijo

AdhesivoEste tipo de unin se realiza interponiendo entre las dos superficies que se desea unir una capa de material con alto poder de adherencia, que se denomina como adhesivo.La experiencia nos muestra que al aplicar el adhesivo las piezas se juntan y presionan ligeramente hasta que el pegamento se seca. La unin se vuelve firme.Los tipos de adhesivo son: Adhesivos naturales: de origen animal o vegetal. Son los ms antiguos y su uso decae.Adhesivos sintticos: son los que mas se emplean hoy en da, por ser ms eficaces.SoldaduraUniones PermanentesProcesos de ManufacturaInstituto Tecnolgico de la PazSoldaduraLa soldadura es un proceso de unin entre metales por la accin del calor, con o sin aportacin de material metlico nuevo, dando continuidad a los elementos unidos. Si el material de aportacin es similar al de las piezas, se denomina soldadura homognea, y si es distinto, soldadura heterognea. Si no hay material de aportacin a la soldadura homognea se le llama autgena.

SoldaduraHeterogneaHomogneaCon material de aportacin diferente al de la piezaCon aporte de material similar al de la piezaSin aporte de materialSoldadura homognea y heterogneaSoldadura HomogneaSoldadura HeterogneaTipoAplicacinTipoAplicacinSoldadura oxiacetilnica o autgenaUnin de chapas finasSoldadura blandaUnin de componentes electrnicos a circuitos impresosSoldadura elctrica por resistencia unin de chapas en las carroceras de automvilesSoldadura fuerteUnin de piezas y varillas de pequeo espesos y dimetroUnin por arco elctrico o voltaicoUnin de perfiles metlicos en la construccinTipos de uniones bsicasExisten cinco tipos bsicos de uniones para pegar dos piezas a una junta.

a) Unin a tope o empalmada. En este tipo de unin, las piezas se encuentran en el mismo plano y se unen sus bordes.b) Unin de esquina: Las piezas en una unin de esquina forman un ngulo recto y se unen en la esquina del ngulo.c) Unin superpuesta (traslape): Esta unin consiste en dos piezas que se sobreponen.d) Unin en te: En la unin en te, una pieza es perpendicular a la otra en una forma parecida en la letra T.d) Unin de bordes: Las piezas en una unin de bordes estn paralelas con al menos uno de sus bordes en comn y la unin se hace en el (los) borde(s) comn (es).a)b)c)d)e)Tipos de soldadura : Soldadura de fileteSe usa para rellenar los bordes de las placas creadas mediante uniones de esquina, sobrepuestas y en te. Se usa un metal de relleno para proporcionar una seccin transversal con una forma aproximada a la de un tringulo recto.

Unin de esquina con filete interno nico.Unin de esquina con filete externo nico.Unin sobrepuesta con filete doble.Unin en te con filete doble.

Las lneas punteadas muestran los bordes originales de la pieza.Tipos de soldadura: Soldaduras con surcoPor lo general se requieren que se moldeen las orillas de las piezas en un surco para facilitar la penetracin de la soldadura. Se una un metal de relleno para saturar la unin, por lo general, mediante soldadura con arco elctrico o con oxigeno y gas combustible.

Soldadura con surco cuadrado, un lado.Soldadura con surco en bisel nico.Soldadura con surco en V nico.Soldadura con un surco en U nico.Soldadura con surco en J nico.Soldadura con surco en V doble para secciones gruesas.

Las lneas punteadas muestran los bordes originales de las piezas.Tipos de soldadura: Insertos, ranuras, de puntos y soldadura de costuraLas soldaduras con insertos y ranuradas se usan para unir placas planas, usando uno o ms huecos o ranuras en la pieza superior, despus se rellenan con metal para fundir las dos piezas.

Una soldadura de puntos es una pequea seccin fundida entre las superficies de dos lminas o placas. Normalmente se requieren varias soldaduras de puntos para unir las piezas. Una soldadura de costura es similar a una de puntos, excepto que consiste en una seccin definida ms o menos continua entre las dos lminas o placas.

Soldadura con inserto.Soldadura ranurada.

Tipos de soldadura: en rebordes y en superficieUna soldadura en bordes se hace en los bordes de dos (o ms) piezas, por lo general, lminas metlicas o placas delgadas, en donde al menos una de las piezas est en un borde.Una soldadura en superficie no se usa para unir piezas, sino para depositar metal de relleno sobre la superficie de una pieza base en una o ms gotas de soldadura. Las gotas de soldadura pueden colocarse en una serie de lneas paralelas sobrepuestas con lo que se cubren grandes reas de la pieza base. El propsito es aumentar el espesor de la placa o proporcionar un recubrimiento protector sobre la superficie.

Soldadura en rebordes.

b) Soldadura en superficieSoldadura blanda-Es de tipo heterognea.-Su temperatura de trabajo es a menos de 400 C-Su material de aportacin es una aleacin de plomo-estao. Se presenta en barras o rollos de hilo que funde a 230 C.-Para que la unin sea posible, se aplica un material desoxidante o fundente (una resina) que evita la formacin de xidos y favorece la unin.-El soldador suministra el calor en la zona donde se va a realizar la unin. Pero antes se cubre la zona con la resina antioxidante.Aplicacin: Unin de componentes electrnicos a circuitos impresos, unin de cables elctricos, de chapas de hojalata y fontanera para unir tuberas de plomo.

Soldadura fuerte-Es de tipo heterognea.-Su temperatura de trabajo es de hasta 800 C.-Su material de aportacin son las aleaciones de plata, cobre y zinc. (conocida como soldadura de plata) o de cobre o de zinc (latn soldadura). -Como material fundente desoxidante se emplea brax. Un soplete de gas aporta calor necesario para la unin.-Este tipo de soldadura se lleva a cabo cuando se exige una resistencia considerable en la unin de dos piezas metlicas.

Soldadura oxiacetilnica o autgena-Es de tipo Homognea-Utiliza una temperatura por debajo de los 3000 C-No utiliza material de aportacin-Para soldar es necesario fundir zonas a unir de los dos metales. Luego se le aade el metal de aportacin en forma de varillas.

Para esta soldadura se requiere un equipo que consta de: - Una botella de acetileno comprimido disuelto en acetona (para evitar explosiones) con vlvula de seguridad. El acetileno es un gas con poder calorfico muy alto. Se desprenden 1300 KJ por cada 26 g del gas que alcanza una temperatura de 3500 C. - Una botella de oxigeno a gran presin. Tanto la botella de acetileno como de oxgeno llevan vlvulas de cierre y reduccin, manmetros para medir la presin. - Tuberas: que suelen ser de goma flexible, como conducen el acetileno y el oxgeno hasta el soplete. Suelen ser de distinto color para diferenciarlos. - Soplete: se encarga de mezclar el oxgeno y el acetileno en las proporciones adecuadas, reguladas por las dos vlvulas situadas en el mango, para que la mezcla se queme adecuadamente en la salida de la boquilla. - Material de proteccin: guantes, gafas, ropa, etc. - Puesto de trabajo: que suelen ser una mesa acondicionada.

Soldadura elctrica-Es el mtodo de unin de piezas de acero ms empleado. Este tipo de soldadura utiliza corriente elctrica para calentar la zona o puntos de unin, consiguiendo una temperatura superior a la de fusin del metal.-Para ello se dispone de un potente transformador que suministra una elevada intensidad de corriente (amperios), disminuyendo la tensin de alimentacin (voltios).Los Mtodos ms utilizados son: - Soldadura elctrica por arco voltaico: si dos conductores, unidos uno a un polo de un generador, se acercan, llega un momento en que, a una cierta distancia, salta un arco entre ambos. Este arco produce una temperatura muy superior a la de fusin del acero.El arco se crea entre una varilla de aporte de material, llamada electrodo, que debe permanecer separada de la pieza a soldar para que pueda saltar el arco, y, al mismo tiempo, desplazarse para que el material se deposite en la zona que hay que unir.Arco Elctrico

Soldadura TIG ( Tungsteno Inert Gas)

Este tipo de procedimiento produce una soldadura bien penetrada y prcticamente no produce contaminacin atmosfrica. La mayor parte de los metales industriales (aluminio, magnesio, aceros dbilmente aliados, aceros al carbn, aceros inoxidables, cobre, niquel, monel, inconel, titanio y otros) pueden soldarse fcilmente con este procedimiento.Puede aplicarse de forma manual o automtica. Es necesario controlar la direccin y velocidad de avance, la inclinacin del cordn, el espesor de la aportacin.Las varillas de acero ordinarias de cobre, que s eutilizan en la soldadura oxiacetilnica, no deben aplicarse a la soldadura TIG porque tienden a contaminar el electrodo de tungsteno, en general, el dimetro de la varilla debe ser aproximadamente igual al espesor de las piezas a soldar.

Soldadura MIG-MAGEn el proceso de MIG_MAG la fusin se produce debido al arco elctrico que se forma entre el electrodo (alambre continuo) y la pieza a soldar, estando protegido de la atmosfera por un gas inerte (proceso MIG) o por un gas activo (proceso MAG)Este tipo de soldadura incluye tres tcnicas muy distintas:Transferencia por corto circuito: (tambin conocida como arco corto, transferencia espesa y micro wire). Se desarrolla cuando se origina un corto circuito elctrico al hacer contacto el metal en la punta de alambre con las soldadura fundida.Transferencia globular: se origina cuando las gotas del metal fundido son lo suficientemente grandes para caer por la influencia de la fuerza de gravedad.Transferencia de arco rociado (spray arc). En este tipo de transferencia, diminutas gotas de metal fundido llamadas moltens son arrancadas de la punta del alambre y proyectadas por la fuerza electromagntica hacia la soldadura fundida.

Automatizacin de la soldaduraDebido a los riesgos de la soldadura manual y a los esfuerzos de aumentar la productividad y mejorar la calidad de los productos, se han creado diversas formas de mecanizacin y automatizacin. Las categoras incluyen la soldadura con mquina, la soldadura automtica y la soldadura robtica.Soldadura con mquinaSe puede definir como una soldadura mecanizada con equipo que realiza la operacin bajo supervisin continua de un operador. Normalmente se realiza mediante una cabeza para soldadura que se mueve por medios mecnicos en relacin con el trabajo estacionaria. El trabajador humano debe observar continuamente e interactuar con el equipo para controlar la operacin.

Soldadura automticaSi el equipo es capaz de realizar la operacin sin ajuste de los controles por parte de un operador humano, se denomina soldadura automtica. Un trabajador casi siempre debe estar presente y vigilar el proceso y detectar variaciones de las condiciones normales. Lo que distingue este tipo de soldadura de la soldadura con mquina es un controlador del ciclo de soldadura para regular el movimiento del arco elctrico y la posicin de la pieza de trabajo sin atencin humana continua. Requiere de un sujetador o posicionador para colocar el trabajo en relacin con la cabeza de soldadura. Tambin se requiere un mayor grado de consistencia y precisin en las piezas componentes usadas. Es por esto que este proceso se utiliza para grandes producciones.

Soldadura robticaSea un robot industrial o manipulador programable que controla en forma automtica el movimiento de la cabeza para soldar con respecto al trabajo. El alcance verstil del brazo del robot permite el uso de sujetadores relativamente simples, y la capacidad del robot para reprogramarse con nuevas configuraciones de las piezas permite que esta forma de automatizacin se justifique para cantidades de produccin relativamente bajas.

Ventajas de la soldaduraProporciona una unin permanente. Las piezas soldadas se convierten en una sola entidad.La unin soldada puede ser mas fuerte que los metales originales, si se una un metal de relleno que tenga propiedades de resistencia superior a los materiales originales.Por lo general es la forma ms econmica de unir componentes. En trminos de uso de materiales y costos de fabricacin.La soldadura no se limita al ambiente de fbrica. Puede realizarse en el campo.Desventajas de soldadura- La mayora de las operaciones de soldadura se realizan en forma manual y son caras en trminos de costo de obra. Muchas operaciones de soldadura se consideran rutinas especializadas y la mano de obra para realizar estas operaciones puede ser escasa.- La mayora de los procesos de soldadura son inherentemente peligrosos debido a que implican el uso de mucha energa.- Como la soldadura logra una unin permanente entre los componentes, no permite un desensamble adecuado. Si se requiere un desensamble ocasional de producto (para reparacin o mantenimiento), no debe usarse la soldadura como mtodo de ensamble.- La unin soldada debe tener ciertos defectos de calidad que son difciles de detectar y que pueden reducir la resistencia de la unin.