Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA Docente: Alejandro Salazar Bobadilla Integrantes: Sección: “E“ Fecha de presentación: 31 de junio del 2017 Soldadura UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Fundamento teórico La soldadura es un proceso de fijación en donde se realiza la unión de dos o más piezas de un material, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo, se puede agregar un material de aporte (metal o plástico), que, al fundirse, forma un charco de material fundido entre las piezas a soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, se convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón. A veces se utiliza conjuntamente presión y calor, o solo presión por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering) y la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo. Muchas fuentes de energía diferentes pueden ser usadas para la soldadura, incluyendo una llama de gas, un arco eléctrico, un láser, un rayo de electrones, procesos de fricción o ultrasonido. La energía necesaria para formar la unión entre dos piezas de metal generalmente proviene de un arco eléctrico. La energía para soldaduras de fusión o termoplásticos generalmente proviene del contacto directo con una herramienta o un gas caliente. La soldadura con frecuencia se realiza en un ambiente industrial, pero puede realizarse en muchos lugares diferentes, incluyendo al aire libre, bajo del agua y en el espacio. Independientemente de la localización, sin embargo, la soldadura sigue siendo peligrosa, y se deben tomar precauciones para evitar quemaduras, descarga eléctrica, humos venenosos, y la sobreexposición a la luz ultravioleta. https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_de_fabricaci%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Metal https://es.wikipedia.org/wiki/Termopl%C3%A1stico https://es.wikipedia.org/wiki/Coalescencia https://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_(cambio_de_estado) https://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_(cambio_de_estado) https://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_fuerte https://es.wikipedia.org/wiki/Fuente_de_energ%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Fuego https://es.wikipedia.org/wiki/Arco_el%C3%A9ctrico https://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1ser https://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Ultrasonido https://es.wikipedia.org/wiki/Arco_el%C3%A9ctrico https://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_exterior https://es.wikipedia.org/wiki/Electrocuci%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Electrocuci%C3%B3n https://es.wikipedia.org/wiki/Luz_ultravioleta UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura OBJETIVOS Conocer la importancia de la soldadura Realizar el procedimiento que es necesario seguir para la soldadura. Estudiar sobre los distintos tipos de soldadura Aplicar los conocimientos recibidos en clase MATERIALES Aparatos de seguridad Máscara Guantes UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Botas puntas de acero Mandil Fuente de corriente UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Pinza Electrodos Plancha de acero UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Cepillo Martillo UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Tanque de gas Soplete Pinzas UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura DIAGRAMA DE OPERACIONES Y PROCEDIMIENTO Soldadura arco eléctrico 1. Asegurarse con los instrumentos de seguridad 2. Calibrar la corriente de la fuente (en este caso 80 A) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura 3. Conectar el electrodo a la pinza 4. Comenzar a acercar el electrodo cuidadosamente a la plancha hasta generar una chispa, mantener a esa distancia lo más aproximada posible para formar un punto en la plancha UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura 5. Repetir el paso 4 el número de veces que indique el encargado para formar un conjunto de puntos 6. A la espalda de la plancha, repetir el paso 4 y 5 pero esta vez, desplazar el electrodo cuidadosamente en forma de línea cuando la chispa se genere. Se formarán caminos sobre la plancha llamados cordones 7. Una vez acabado estos pasos, llevar la plancha de acero a mojar para enfriarla del calor producido por la corriente UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura 8. Cuando la plancha se haya enfriado, colocarla sobre una mesa y comenzar a retirar las escorias sobrantes usando las herramientas apropiadas (cepillo y martillo) UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura 9. Para finalizar esta parte, colocar los nombres de los realizadores de este trabajo UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Soldadura por oxiacetileno 1) Calibrar la salida del oxígeno y la del gas acetileno para crear una llama neutral para soldar la nueva plancha 2) Colocar la plancha en la mesa de trabajo UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura 3) Encender el soplete y comenzar a quemar la placa hasta que esta forme un burbuja sobresaliente y líquida 4) Desplazar en dirección recta hasta un centímetro antes del borde de la plancha UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura 5) Colocar el soplete en un sujetador que a su vez este cerrará el paso del gas 6) Retirar la plancha y enjuagarla, luego observar el acabado UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura 7) Luego, repetir los pasos anteriores pero esta vez usar una varilla extra de cobre sobre la llama y la vez mantener contacto con la plancha porun segundo, avanzar la varilla junto con el soplete UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura 8) Para finalizar, colocar el nombre del realizador del proyecto CÁLCULOS Y RESULTADOS UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Para construir un silo con planchas de acero, para almacenar granos de trigo/maíz/arroz/café, etc. 3,64 m 9 ,1 m 0.4 m 3 8 ° 1) El número de planchas a utilizar (materia prima de la plancha de acero A36 de 1.2 x 2.4 , por 16 mm de espesor) Primera superficie: 6 planchas 3,45 3,42 3 ,6 0,76 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Segunda superficie: 35 caras 1 ,2 2,4 11,44 1 1 ,4 4 0 ,6 3 7 ,8 3 Tercera superficie: 6 caras 2 ,0 6 2, 06 2,4 1 ,2 Cuarta superficie: 1 plancha 1 ,2 2,4 Ø 0, 4 UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Total: 48 planchas 2) Longitud del cordón a soldar, en metros Primera superficie: 22.67 m Segunda superficie: 119.23 m Tercera superficie: 12.91 m Total: 166.44 m 3) La cantidad de electrodos a utilizar, en kg Usando un electrodo E-6011 de 1/4” y 45cm de longitud rendimiento Ftiempo =72.32% → 8 electrodos/Kg Una operación de soldadura con arco eléctrico se realiza con una corriente 300𝐴 y voltaje de 𝑉salida =32𝑣 𝑇𝑞=2.75 min 𝐹tiempo=2.5 Potencia en vacío = 0.38 𝐾w Sección vista de perfil de la soldadura =142 mm2. Volumen de soldadura 142 𝑐𝑚3 𝑚 𝑉𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜 = 𝜋𝜑2 4 + 0.72 = 19 𝑐𝑚3 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜 𝑁º 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑚 = 142 19 = 7.4736 𝑘𝑔 𝑚 = 7.4736 8 = 0.934 Cantidad en kg = 155.46 4) El tiempo que utilizará para soldar el silo, en horas, asumiendo que el factor de tiempo es 2.5 El tiempo que utilizara para soldar el silo en horas Ts = 2.75x7.4736x2.5=71.9334=0.9h/m UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Ts =149.78h 5) El consumo de energía eléctrica, para soldar el silo Energía= potencia x tiempo ( 32∗250 1000 ∗ 2.75 ∗ 7.4736 ∗ 1 0.74 + 0.38 ∗ 2 + 0.75 ∗ (2.5 − 1) ∗ 7.4736) ∗ 1 60 = 3.9 kw−h m Energía: 641.78 kw-h UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Aplicación y ventajas del corte de metales con a) Oxicorte Aplicaciones: Limitado al acero, carbono y de baja aleación Preparación de los bordes de las piezas a soldar cuando son de espesor considerable Sirve para realizar el corte de chapas, barras de acero al carbono de baja aleación u otros elementos ferrosos Ventajas: Aplicación económica de varias torchas Baja inversión inicial Repuestos y combustibles de bajo costo Posibilidad de biselar con tres torchas simultáneas b) Plasma Aplicaciones: Es usable para el corte de cualquier material metálico conductor, y más especialmente en acero estructural, inoxidables y metales no férricos Corte eficiente de rejillas, orificios y biseles Corte de metal expandido UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Ventajas: Tiene un espectro de aplicación sobre materiales más amplio que el oxicorte Su costo operativo es sensiblemente inferior al oxicorte y la facilidad de su operación hace posible trabajar en corte manual con plantillas de chapa con un acabado de la pieza prácticamente definitivo Conseguimos una mayor precisión y limpieza en la zona de corte que con el oxicorte convencional. c) Rayo láser Aplicaciones: Cortar piezas de chapa Herramienta necesaria en corte de preseries en el proceso de fabricación de troqueles cortantes Aplicable en la industria del automóvil Ventajas: Corta fácilmente formas muy complicadas, de carácter técnico o artístico Menor posibilidad de deformación del material que se está cortando ya que solo una pequeña zona es afectada por el calor UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Menor contaminación de la pieza de trabajo d) Chorro de agua Aplicaciones: Industria aeroespacial: Mecanizado de chapas de aleaciones de aluminio de alta resistencia y aleaciones de titanio Industria automovilística: Corte de los paneles interiores de las puertas conformados por fibra de madera, realizados por robots Industria del calzado: Se comienza a emplear para recortar tejidos, cueros y pieles, y materiales sintéticos como los cauchos empleados en las suelas y en otras partes Industria textil: Se utiliza para cortar moquetas, obteniéndose mejores resultados que en el corte por calor, y que en el corte por cizalla, sobre todo en series cortas. Ventajas: Proceso sin aporte de calor. Inexistencia de tensiones residuales debido a que el proceso no genera esfuerzos de corte No genera contaminación ni gases Reutilización de piezas procedentes de otros trabajos, abaratando de esta manera los costes finales UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura APLICACIONES DE LOS SIGUIENTES PROCESOS DE SOLDADURA: 1. Soldadura Por resistencia Eléctrica En esta técnica se aplica una corriente eléctrica directamente a las piezas que deben ser soldadas, lo que permite fundirlas y unirlas. Requiere de equipos costosos y sus aplicaciones son bastante limitadas. Las técnicas más utilizadas son las llamadas soldadura por puntos y soldadura de costura, que permiten unir varas piezas de metal fino, ya sea en pequeñas uniones o en soldaduras largas y continuas. La soldadura por Resistencia (RW, por sus siglas en inglés) es un grupo de procesos de soldadura por fusión que utiliza una combinación de calor y presión para obtener la coalescencia; el calor se genera mediante una resistencia eléctrica dirigida hacia el flujo de corriente en la unión que se va a soldar. Los principales componentes en la soldadura por resistencia se muestran en la figura para una operación de soldadura de puntos por resistencia; éste es el proceso de uso más difundido en el grupo. Los componentes incluyen piezas de trabajo que se van a soldar (por lo general, piezas de lámina metálica), dos electrodos opuestos, un medio para aplicar presión destinado a apretar las piezas entre los electrodos y un suministro de corriente alterna desde el cual se aplica una corriente controlada. La operación produce una zona fundida entre las dos piezas, llamada una pepita de soldadura en la soldadura de puntos. A diferencia de la soldadura con arco, la soldadura por resistencia no usa gases protectores, fundentes o metales de relleno; y los electrodos que conducen la energía eléctrica hacia el proceso son no consumibles. La RW se clasifica como un UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura proceso de soldadura por fusión porque el calor aplicado provoca la fusión de las superficies de empalme. Sin embargo, hay excepciones. Algunas operaciones de soldadura basadas en el calentamientode una resistencia usan temperaturas por debajo del punto de fusión de los metales base, por lo que no ocurre una fusión. 2. Soldadura Por fricción La soldadura por fricción es un método de soldadura que aprovecha el calor generado por la fricción mecánica entre dos piezas en movimiento. Es utilizada para unir dos piezas, aun cuando una de ellas por lo menos sea de igual o distinta naturaleza, por ejemplo: acero duro y acero suave, aluminio y aleaciones, acero y cobre, etc, lo cual le confiere innumerables ventajas frente a otro tipo de soldaduras como puede ser la soldadura GMAW con la que no se pueden soldar aceros inoxidables ni aluminio o aleaciones de aluminio. Al menos una de las dos piezas tendrá que ser un volumen de revolución, generalmente cilindros. En el caso de que las dos piezas sean volúmenes de revolución se tendrán que alinear, perfectamente, ambos ejes longitudinales. El principio de funcionamiento consiste en que la pieza de revolución gira en un movimiento de rotación fijo o variable alrededor de su eje longitudinal y se asienta sobre la otra pieza. Cuando la cantidad de calor producida por rozamiento es suficiente para llevar las piezas a la temperatura de soldadura, se detiene bruscamente el movimiento, y se ejerce un empuje el cual produce la soldadura por interpenetración granular. En ese momento se produce un exceso de material UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura que se podrá eliminar fácilmente con una herramienta de corte, ya que todavía se encontrará en estado plástico. Aunque se podría realizar dicho proceso en un torno manual, es mejor utilizar una máquina de control numérico para controlar la calidad de la soldadura. Aplicación Como se ha comentado anteriormente, la soldadura por fricción se suele emplear en volúmenes cilíndricos como pueden ser los ejes de transmisión, turbocompresores o las válvulas de coches, camiones o trene 3. Soldadura Proceso TIG (Tungsten Inert Gas) TIG (Tungsten Inert Gas) consiste en aquella técnica de soldadura que emplea gas Argón (Ar) en estado plasmático generado por la descarga en arco entre electrodos de Tungsteno (W). Dicha técnica emplea para el gas una presión igual o mayor a la atmosférica, el proceso se realiza en condiciones de atmósfera inerte, a 6000 K. Este gas adquiere propiedades eléctricas al pasar al estado plasmático a determinadas condiciones de intensidad y voltaje de corriente eléctrica. El gas Argón empleado es de pureza elevada con contenido de contaminantes menores a 500 ppm.. El Tungsteno es un metal de color gris, de alto punto de fusión 3400- 4000 °C, se obtiene una mejora importante en sus propiedades cuando a estos electrodos se les adiciona óxido de Torio (Th), Circonio (Zr), Lantano (La) o Cerio UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura (Ce) en cantidades entre el 0.15 – 4.2%. Los electrodos empleados para esta técnica se clasifican según la Norma ISO 6848. Proceso Soldadura TIG Condiciones generales de Inicio: Los electrodos de Tungsteno estos deberán estar libres de todo tipo de contaminación como polvo o grasa, libre de humedad así como las superficies a soldar. Todo proceso de soldadura siempre se realizarse en ambientes libres de corrientes directas de aire, el extremo del electrodo no deberá salir del radio de protección del flujo de gas inerte. Materiales y Equipos: Gas Argón. Según la información del proveedor se seleccionará el de elevada pureza con contaminantes menores a 500 ppm. Equipo de transformación de corriente alterna de 5 a 500 Amperes y variación de voltaje entre 70 y 80 V de circuito abierto en el Arco. Electrodos de Tungsteno, (según Norma ISO 6848. P.ejm.) Procedimiento de soldadura TIG El caudal de gas deberá cubrir en amplio radio la superficie a soldar de manera que permanezca brillante sin opacidades en el cordón de lo contrario se deduce que el caudal de gas es insuficiente. El flujo de gas debe empezar antes del cebado, y mantenerse hasta después de la extinción del arco. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Posicionamiento de la Antorcha. La antorcha debe mantenerse poco inclinada (10 a 20°) respecto la vertical y dirigida de manera que el arco vaya por delante del baño de fusión. Luego de ser preparado el arco y manteniendo el flujo de gas inerte se mantiene la antorcha sobre la junta hasta la aparición de un punto brillante indicando que el metal de la pieza ha llegado a su punto de fusión. Este punto brillante es aumentado de tamaño cuando el soldador realiza movimientos pequeños y circulares con la antorcha según sea el desplazamiento de derecha a izquierda y regulando según la habilidad del operador su velocidad de avance y la extensión del cordón este detalle se apreciará cuando se mantiene una soldadura brillante y regular, sin sobreespesores. Verificación. Se verifica la calidad de los cordones de soldadura por empleo de planes de inspección y técnicas de preferencia homologadas, realizando las correcciones respectivas y su posterior verificacióN 4. Soldadura Proceso MIG (Metal Inert Gas). Conocido también como GMAW (Soldadura de Arco Metálico con Gas). Fue desarrollado antiguamente para soldar metales de espesor mayor a ¼ pulgadas. haciendo uso de un gas inerte para su protección de la atmósfera circundante. De ahí derivan las iniciales MIG (Metal Inert Gas). Este tipo de soldadura consiste en mantener un arco de electrodo consumible de hilo sólido y la pieza que se va a soldar. El arco y el baño de soldadura están protegidos mediante un gas inerte. El electrodo que usamos se alimenta continuamente por una pistola de soldadura. El uso de las soldaduras MIG, ha ido creciendo debido a su creciente demanda por las empresas, por la mínima cantidad de pérdidas materiales y su mayor productividad. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Procesos de la Soldadura MIG Cuando hablamos sobre el proceso básico de este tipo de soldaduras, estamos hablando esencialmente de 3 tipos de técnicas muy distintas entre sí. Tenemos la transferencia por “Corto Circuito”, la transferencia “Globular” y, por último, la transferencia de “Arco Rociado (Spray Arc)”. Transferencia por Corto Circuito: También es conocido como “Arco Corto”, “Transferencia espesa” y “Micro Wire”. El cambio del metal sucede cuando un corto circuito eléctrico es determinado, osea, esto ocurre cuando en la punta del hilo del alambre hace una unión con la soldadura fundida. Transferencia por Rociado (Spray Arc): Ocurre cuando pequeñas gotas del metal fundido son extirpadas de la punta del alambre y proyectadas hacia la soldadura licuada o fundida. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Transferencia Globular: Es un proceso por el cual las gotas del metal licuado, llámese fundido, son demasiado grandes para hundirse por la fuerza de gravedad. Aplicación Soldadura MIG El proceso de soldado MIG, se puede emplear para soldar diversos materiales. Aceros al carbono, metales inoxidables, aluminio, etc. La productividad por este tipo de soldadura, es eficiente. Dado la capacidad de rendimiento por un electrodo continuo, que no necesita ser cambiado y con una tasa de deposición mayor las demás. Se pueden realizar soldaduras de manera continua,larga, sin necesidad de que se hagan empalmes entre cordón y cordón. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Precauciones al Soldar con MIG Siga un ritmo constante a la hora del soldar El tipo de alambre que servirá como electrodo en la soldadura, como a la vez del gas de protección, son elementos principales y por ello demandará mayor calidad en la soldadura. Las soldaduras MIG, necesitan de una fuente de corriente directa y constante, así también, un alambre en continuo movimiento con el electrodo. 5. Soldadura con arco sumergido Este proceso, creado durante la década de 1930, fue uno de los primeros de AW que se automatizaron. La soldadura con arco sumergido (SAW, por sus siglas en inglés) es un proceso que usa un electrodo de alambre desnudo consumible continuo y el arco se protege mediante una cobertura de fundente granular. El alambre del electrodo se alimenta en forma automática desde un rollo hacia dentro del arco. El fundente se introduce a la unión ligeramente adelante del arco de soldadura, por gravedad, desde un tanque alimentador, como se muestra en la figura (abajo). El manto de fundente granular cubre por completo la operación de soldadura con arco, evitando chispas, salpicaduras y radiaciones que son muy peligrosas en otros procesos de AW. Por lo tanto, el operador de la SAW no necesita usar la molesta máscara protectora que se requiere en otras UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura operaciones (pero los anteojos de seguridad y guantes protectores sí son necesarios). La porción de fundente más cercana al arco se derrite y se mezcla con el metal de soldadura fundido para remover impurezas, que después se solidifican en la parte superior de la unión soldada y forman una escoria con aspecto de cristal. La escoria y los granos de fundente no derretidos en la parte superior proporcionan una buena protección de la atmósfera y un buen aislamiento térmico para el área de soldadura, lo que produce un enfriamiento elativamente bajo y una unión soldada de alta calidad, cuyos parámetros de tenacidad y ductilidad son notables. Como se aprecia en el esquema, el fundente no derretido que queda después de la soldadura puede recuperarse y reutilizarse. La escoria sólida que cubre la soldadura debe arrancarse, usualmente por medios manuales. Aplicación de la soldadura por arco sumergido La soldadura con arco sumergido se usa ampliamente en la fabricación de acero para formas estructurales (por ejemplo, vigas en I soldadas); costuras longitudinales y en forma de circunferencia para tubos de diámetro grande, tanques y recipientes de presión; y componentes soldados para maquinaria pesada. En estos tipos de aplicaciones, se sueldan rutinariamente placas de acero con un espesor de 25 mm (1 in) y más pesadas. También pueden soldarse fácilmente con SAW aceros al bajo carbono, aleaciones bajas y aceros inoxidables; pero no aceros al alto carbono, aceros para herramientas y tampoco la mayoría de los metales no ferrosos. Debido a la alimentación mediante gravedad del fundente granular, las piezas siempre UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura deben estar en una orientación horizontal y con frecuencia se requiere una placa de respaldo bajo la unión durante la operación de soldadura. 6. Soldadura Laser Es un proceso de soldadura por fusión que utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar el material o los materiales a unir, obteniéndose la correspondiente unión entre los elementos involucrados. En la soldadura láser comúnmente no existe aportación de ningún material externo. La soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicación de presión entre estos puntos. De normal la soldadura láser se efectúa bajo la acción de un gas protector, que suelen ser helio o argón. Mediante espejos se focaliza toda la energía del láser en una zona muy reducida del material. Cuando se llega a la temperatura de fusión, se produce la ionización de la mezcla entre el material vaporizado y el gas protector (formación de plasma). La capacidad de absorción energética del plasma es mayor incluso que la del material fundido, por lo que prácticamente toda la energía del láser se transmite directamente y sin pérdidas al material a soldar. La elevada presión y elevada temperatura causadas por la absorción de energía del plasma, continúa mientras se produce el movimiento del cabezal arrastrando la "gota" de plasma rodeada con material fundido a lo largo de todo el cordón de soldadura. Para controlar el espesor del cordón de soldadura, la anchura y la profundidad de la penetración se pueden utilizar otro tipo de espejos como son los espejos de doble foco. De esta manera se consigue un cordón homogéneo y dirigido a una pequeña área de la pieza a soldar, con lo que se reduce el calor aplicado a la soldadura reduciendo así las posibilidades de alterar propiedades químicas o físicas de los materiales soldados. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Dependiendo de la aplicación de la soldadura, el láser de la misma puede ser amplificado en una mezcla de itrio, aluminio, granate y neodimio, si se requiere un láser de baja potencia, o el amplificado por gas como el dióxido de carbono, con potencias superiores a los 10 kilovatios y que por tanto son empleados en soldaduras convencionales y pueden llegar hasta los 100 kilovatios. Los sistemas de varios kilovatios en continua se utilizan para secciones gruesas lo que hace que la soldadura pueda llegar a ser más profunda. Para evitar la formación de burbujas de oxígeno durante la fase liquida del material se utilizan algún tipo de gas inerte, como pueden ser el argón o el helio. De esta forma se produce un poco de porosidad, dejando escapar dichas burbujas. Aplicaciones de la soldadura por laser Piezas de transmisiones en la industria automotriz. Piezas unitarias grandes. Series grandes y con buenos acabados. Piezas de electrodomésticos. Piezas para la industria aeronáutica de aluminio, titanio o níquel. Industria del ferrocarril 7. Soldadura Oxiacetilénica La soldadura con oxiacetileno (OAW, por sus siglas en inglés) 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. En la figura se muestra una operación típica de soldadura con oxiacetileno. Cuando se usa metal de relleno, normalmente está en forma de varillas con diámetros que van de 1.6 a 9.5 mm (1/16 a 3/8 in). La composición del relleno debe ser similar a la de los metales base. Con frecuencia, el relleno se recubre con un fundente que ayuda a limpiar las superficies y a evitar la oxidación, con lo que se produce una mejor unión soldada. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura Flama de un soplete de oxiacetil 8. ¿Qué polímeros se pueden soldar y que proceso de soldadura se utiliza? Se entiende por soldadura de polímeros, la unión de piezas de una misma naturaleza plástica o parecida por la acción de calor y presión. Las superficies de unión han de llevarse a un estado termoplástico,de fusión., se presionan acto seguido una sobre otra y la unión se deja enfriar hasta que adquiere una forma estable. Debido a que las superficies han de llevarse a estado termoplástico, mediante este método se excluyen los materiales elastómeros y termoestables una desventaja propia del método de soldadura, además de esto se debe garantizar en el caso de que sean dos materiales termoestables diferentes que su punto de fusión sea cercano, y que su coeficiente de viscosidad sea similar al fundirse, lo que permite una unión homogénea de los materiales. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Mecánica – FIM Ing. Salazar Bobadilla Alejandro Experiencia: Soldadura BIBLIOGRAFÍA Guia del laboratorio. Wikipedia Soldexa Perú catálogo Manual del soldador
Compartir