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ACABADOS SUPERFICIALES SOLDADIRAS JOSE A. SUAREZ GONZALEZ MATERIALES Y PROCESOS II UNIVERSIDAD DEL NORTE 10-09-17 ACABADO SUPERFICIAL Y RECUBRIMIENTO Uno de los temas mas importantes para el diseñador industrial ya que la apariencia es de sus principales responsabilidades, la apariencia puede ser un factor determinante en el éxito de un producto, tanto en el mercado industrial como en el consumidor. El acabado es aspecto clave de la apariencia, pero los aspectos protectores y funcionales de un acabado también son importantes. Las opciones disponibles se pueden seleccionar utilizando el mismo tipo de análisis costo-beneficio utilizado en todas las decisiones de diseño. Interín Durable Durable conversión Anódica Orgánico Inorgánico Inmersión en caliente Recubrimiento mecánico Recubrimiento electrónico Recubrimiento sin electrolito Metalizado al vacío Proyección o deposición electrónica TEXTURAS MOLDEADAS/CONFORMADAS Texturas moldeadas: juega un papel importante en el diseño, puede mejorar apariencia y utilidad como: agarre, mayor resistencia. También enmascara defectos menores, como marcas profundas. Las texturas pueden ser moldeadas durante la colada. La profundidad de la textura incrementara el ángulo de salida requerido, así que habrá que considerar algunos aspectos negativos. Patrones de textura Acordonados: esta disponible en varios patrones. El mas popular, la placa de diamante, se usa para escalones y en planos inclinados para proporcionar tracción. Los patrones se marcan sobre la hoja en el molino de laminación. Placa de diamante Texturas conformadas: patrones acordonados y prensados Prensados: las texturas se pueden formar prensando placas galvanizadas de 0.020 a 0.036 pulgadas de espesor creando figuras en forma de prismas brillantes. El prensado proporciona resistencia y rigidez extra, lo que permite que se use un espesor menor. Metales prensados ( cortesía de American Nikeloid Company Tiene una gran variedad de usos, incluyendo canastas, partes para filtración, mallas para pruebas de laboratorio, cubiertas de ventilación para aire caliente, como para proteger áreas abiertas y ventanas. También ofrecen amplia variedad de texturas incrementando la resistencia de la parte y proporcionando la oportunidad de diseñar partes económicas y únicas TELA DE ALAMBRE Mecánicos químicos Patrones metálicos perforados y expandidos 1. La hoja o lamina se coloca encima de la cara del lado inferior, de manera que sobresalga una pestaña de ancho igual a la tira antes de presentar 2. El lado superior desciende y simultáneamente perfora y forma en frio una fila completa de medios rombos. 3. El lado superior se eleva y se desplaza medio diamante a la derecha, mientras la base de la hoja avanza hacia un nuevo corte. 4. El lado superior desciende, perfora y forma otra fila de medios rombos para completar una fila de rombos en dos carreras 5. El lado se eleva y regresa a su posición original RECTIFICADO INTERIOR, SUPERACABADO, PULIDO, CEPILLADO CON ALAMBRE Y RECUBRIMIENTOS ABRASIVOS Rectificado interior: es un proceso de acabado fino para las superficies interiores de orificios redondos , se produce un patrón de rayado transversal al mover un mandril con tiras de aluminio o carburo de silicio, en una acción alterna Superacabado: es un proceso semejante, excepto que se usa para acabar la superficie externa en partes cilíndricas Pulido: es una operación de acabado muy fina sobre superficies planas o cilíndricas, como una herramienta de moldeo por inyección, las pulidoras están hechas en metal, cuero o tela generalmente con partículas abrasivas embebidas Recubrimiento abrasivos: como lijas y papel esmeril, se pueden usar en acabados de superficies metálicas y no metálicas. El acabado superficial depende principalmente del tamaño del grano abrasivo Cepillado con alambre: se presiona una parte u hoja contra un cepillo de alambre metálico circular girando a alta velocidad, así se producen texturas desde muy finas hasta ásperas en la superficie. Herramienta de refinado interior Proceso de superacabado Estructura de un recubrimiento abrasivo PERDIGONEO En el perdigoneo o ráfaga de perdigoneos y en la ráfaga o chorro de arena se dirige un chorro de aire a alta velocidad hacia la pieza de trabajo, lo que produce un acabado mate a. Principio de operación del sistema de succión para el sistema de acabado de a chorro de arena b. Principio de operación del sistema de presión para el sistema de acabado de chorro de arena VARIOS PROCESOS DE ACABADO Eliminación de rebaba: las rebabas son partículas de metal triangulares, delgadas como navajas, que se producen cuando se cizalla una lamina o se limpia por recorte una parte forjado o colada. El maquinado produce una rebaba sobre el trayecto de la herramienta, estas intervienen en los ensambles, causan atascos y des alineamiento durante el ensamble. Las rebabas se remueven con laminas y herramientas especiales para este fin. Con el diseño de biseles en los filos de las partes se evita la costosa eliminación de las rebabas Acabado vibratorio y de barril: es una operación por lotes de volúmenes grandes de piezas que mejora el acabado superficial y remueve las rebabas. Los fluidos de rectificado: reducen el desgaste y disminuyen el consumo de energía, también previenen la elevación de la temperatura en las piezas de trabajo y mejora el acabado y la precisión dimensional de la parte. PULIDO El pulido y abrillantado: se efectúa por medio de un abrasivo fino y un material con una capa fina de lubricante, y producen un acabado lustroso. Los discos o cintas para pulir están hechos de tela, cuero o paño embebido con un abrasivo. Para metales se usan polvos finos de oxido de aluminio o diamante. El electro pulido: produce superficies con acabado de espejo debido a que no hay contacto mecánico con la pieza de trabajo. En este proceso un electrolito ataca las proyecciones y picos en las superficies, lo cual resulta en una superficie tersa. RECUBRIMIENTOS Recubrimiento interin: en los recubrimientos por conversión o en la pintura por reacción química, los fosfatos o cromatos crean protección contra la corrosión y un acabado durativo. También es un buen recubrimiento primario para las pinturas. Fosfatos son usados para cubrir acero, cromatos para recubrir aluminio, cobre, zinc y magnesio. Los recubrimientos se aplican por electroinmersion, rociado o cepillado Recubrimiento anódico o anodizado: es un proceso de oxidación que convierte a la superficie de aluminio y magnesio en una capa de oxido que proporciona un acabado decorativo y protector contra la corrosión. Se sumerge la pieza de trabajo en baño acido, produciéndose la absorción química de oxigeno y tintes orgánicos de color negro, rojo, bronce, oro, o azul, lo cual resulta en películas superficiales decorativas Uso: brindar protección y color a productos arquitectónicos, molduras automotrices, utensilios de cocina, muebles y equipo deportivo. PINTURA / RECUBRIMIENTOS Recubrimientos: Orgánicos Inorgánicos Liquido Películas solidas Porcelana esmaltada Rocío de plasma Pintura de aceite Esmalte Laca acrílica Base agua Ahellac/varnish Stain Vinil de nitrato- celulosa acrílica termoplástica Silicon poliéster epoxialkidico termofijo Polvo Carburos Nitruros Acabado permanente En la inmersión en caliente se sumerge hierro o acero en un baño de zinc, estaño, o aluminio fundido, lo que proporciona resistencia a la corrosión de gran perdurabilidad o productos de acero como tubería y accesorios de plomería, así como estructuras de autopistas. También se utiliza este proceso como una base de recubrimiento protector para el chasis y subensambles automotrices a. Recubrimientos no uniformes en partes electrorecubiertas. Evite esquinas exteriores b. recubrimiento uniforme c. Recubrimiento no uniforme en partes electrorecubiertas- evite esquinas anteriores d. Recubrimiento uniforme Inmersión en calientecontinua de lamina galvanizada • Electrorecubrimiento o electrochapado: se recubre con cromo, níquel, cadmio, cobre, zinc o estaño una pieza de trabajo que esta suspendida en una solución electrolítica • Chapado no eléctrico: una reacción química de cloruro de níquel e hipofosfito de sodio proporciona excelente resistencia al desgaste y a la corrosión • Metalizado al vacio: el metal de recubrimiento se evapora a altas temperaturas en un vacio y se depositta sobre la pieza de trabajo. Recubrimiento uniforme a partes complejas Usos: aplicaciones electrónicas, ópticas y decorativas, como en joyería • Proyección catódica: se ioniza un gas inherente por un campo electrónico. El material de recubrimiento se bombardea por iones positivos, causando que sus átomos se proyecten y después se condensen sobre la pieza de trabajo • El rocío por flama: una varilla de alambre o polvo se funde en una corriente de flama de oxiacetileno se funde en una corriente de flama de oxiacetileno, arco eléctrico o arco de plasma y se rocía sobre una superficie precalentada Usos: aplicaciones de alta temperatura y resistencia eléctrica • Recubrimiento mecánico: se compactan partículas finas de metal contra la superficie del metal base impactándolas con gránulos de vidrio, cerámica o porcelana BIBLIOGRAFÍA Libro: Diseño Industrial de lesko SOLDADURAS La soldadura es un proceso de unión entre metales por la acción del calor, con o sin aportación de material metálico nuevo, dando continuidad a los elementos unidos. Es necesario suministrar calor hasta que el material de aportación funda y una ambas superficies, o bien lo haga el propio metal de las piezas. Para que el metal de aportación pueda realizar correctamente la soldadura es necesario que «moje» a los metales que se van a unir, lo cual se verificará siempre que las fuerzas de adherencia entre el metal de aportación y las piezas que se van a soldar sean mayores que las fuerzas de cohesión entre los átomos del material añadido CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE SOLDADURA - Soldadura heterogénea. - Se efectúa entre materiales de distinta naturaleza, con o sin metal de aportación: o entre metales iguales, pero con distinto metal de aportación. Puede ser blanda o fuerte. Soldadura blanda Esta soldadura de tipo heterogéneo se realiza a temperaturas por debajo de los 400 oC. El material metálico de aportación más empleado es una aleación de estaño y plomo, que funde a 230 oC aproximadamente. Tiene multitud de aplicaciones, entre las que destacan: - Electrónica. Para soldar componentes en placas de circuitos impresos. - Soldaduras de plomo. Se usan en fontanería para unir tuberías de plomo, o tapar grietas existentes en ellas. - Soldadura de cables eléctricos. - Soldadura de chapas de hojalata. Aunque la soldadura blanda es muy fácil de realizar, presenta el inconveniente de que su resistencia mecánica es menor que la de los metales soldados; además, da lugar a fenómenos de corrosión. Soldadura fuerte También se llama dura o amarilla. Es similar a la blanda, pero se alcanzan temperaturas de hasta 800 oC. Como metal de aportación se suelen usar aleaciones de plata, y estaño (conocida como soldadura de plata); o de cobre y cinc . Como material fundente para cubrir las superficies, desoxidándolas, se emplea el bórax. Un soplete de gas aporta el calor necesario para la unión. La soldadura se efectúa generalmente a tope, pero también se suelda a solape y en ángulo. Este tipo de soldadura se lleva a cabo cuando se exige una resistencia considerable en la unión de dos piezas metálicas, o bien se trata de obtener uniones que hayan de resistir esfuerzos muy elevados o temperaturas excesivas. Se admite que, por lo general, una soldadura fuerte es más resistente que el mismo metal que une. La soldadura por presión La soldadura en frío es un tipo de soldadura donde la unión entre los metales se produce sin aportación de calor. Puede resultar muy útil en aplicaciones en las que sea fundamental no alterar la estructura o las propiedades de los materiales que se unen. Se puede realizar de las siguientes maneras: Soldadura homogénea Los materiales que se sueldan y el metal de aportación, si lo hay, son de la misma naturaleza. Puede ser oxiacetilénica, eléctrica (por arco voltaico o por resistencia), etc. Si no hay metal de aportación, las soldaduras homogéneas se denominan autógenas. Por soldadura autógena se entiende aquélla que se realiza sin metal de aportación, de manera que se unen cuerpos de igual naturaleza por medio de la fusión de los mismos; así, al enfriarse, forman un todo único. • Por presión en frio o en caliente. Consiste en limpiar concienzudamente las superficies que hay que unir; y, tras ponerlas en contacto, aplicar una presión sobre ellas hasta que se produzca la unión. • Por fricción. Se hace girar el extremo de una de las piezas y, después, se pone en contacto con la otra. El calor producido por la fricción une ambas piezas por deformación plástica. Soldadura oxiacetilénica (con gases al soplete) El calor aportado en este tipo de soldadura se debe a la reacción de combustión del acetileno (C2H2) : que resulta ser fuertemente exotérmica, pues se alcanzan temperaturas del orden de los 3500 oC. En la llama se distinguen diferentes zonas, claramente diferenciadas: Una zona fría ala salida de la boquilla del soplete sonde se mezclan los gases, a continuación el dardo que es la zona mas brillante de la llama y tiene forma de tronco de cono, posteriormente se encuentra la zona reductora que es la parte mas importante de la llama, donde se encuentra la mayor temperatura (puede llegar a alcanzar los 3150 ºC) y por último el penacho o envoltura exterior de la llama. Soldadura por arco eléctrico En la actualidad, la soldadura eléctrica resulta indispensable para un gran número de industrias. Es un sistema de reducido coste, de fácil y rápida utilización, resultados perfectos y aplicable a toda clase de metales. Puede ser muy variado el proceso. El procedimiento de soldadura por arco consiste en provocar la fusión de los bordes que se desea soldar mediante el calor intenso desarrollado por un arco eléctrico. Los bordes en fusión de las piezas y el material fundido que se separa del electrodo se mezclan íntimamente, formando, al enfriarse, una pieza única, resistente y homogénea. Soldadura por arco sumergido Utiliza un electrodo metálico continuo y desnudo. El arco se produce entre el alambre y la pieza bajo una capa de fundente granulado que se va depositando delante del arco. Tras la soldadura se recoge el fundente que no ha intervenido en la operación Soldadura por arco en atmósfera inerte Este procedimiento se basa en aislar el arco y el me tal fundido de la atmósfera, mediante un gas inerte (helio, argón, hidrógeno, anhídrido carbónico, etc.) Existen varios procedimientos: - Con electrodo refractario (método TIG). El arco salta entre el electrodo de Wolframio o tungteno (que no se consume) y la pieza, el metal de aportación es una varilla sin revestimiento de composición similar a la del metal base. - Con electrodo consumible (método MIG y MAG) Aquí se sustituye elelectrodo refractario de wolframio por un hilo de alambre contínuo y sin revestimiento que se hace llegar a la pistola junto con el gas. Según sea el gas así recibe el nombre, (MIG = Metal Inert Gas) o MAG si utiliza anhídrido carbónico que es mas barato. La soldadura por arco eléctrico puede realizarse empleando corriente continua o alterna. La tensión más ventajosa en corriente continua es de 25 a 30 voltios, pero para cebar el arco al comenzar la tensión ha de ser de 70 a 100 voltios; por este motivo, es necesario Soldadura aluminotérmica o con termita Utiliza como fuente de calor para fundir los bordes de las piezas a unir y metal de aportación el hierro líquido y sobrecalentado que se obtiene de la reacción química se produce entre el óxido de hierro y el aluminio de la cual se obtiene la alúmina (óxido de aluminio), hierro y una muy alta temperatura.La alúmina forma una escoria en la parte superior de la unión evitando la oxidación. Para efectuar la soldadura se realiza un molde de arena alrededor de la zona de soldadura y se vierte el metal fundido en él. Soldadura por resistencia eléctrica Este tipo de soldadura se basa en el efecto Joule: el calentamiento se produce al pasar una corriente eléctrica a través de la unión de las piezas. La soldadura por resistencia puede realizarse de las siguientes maneras: Por puntos. Las piezas -generalmente chapas- quedan soldadas por pequeñas zonas circulares aisladas y regularmente espaciadas que, debido a su relativa pequeñez, se denominan puntos. Las chapas objeto de unión se sujetan por medio de los electrodos y, a través de ellos, se hace pasar la corriente eléctrica para que funda los puntos. Cuando se solidifican, la pieza queda unida por estos puntos, cuyo número dependerá de las aplicaciones y de las dimensiones de las chapas que se unen. Por costura. La soldadura eléctrica por costura se basa en el mismo principio que la soldadura por puntos, pero en este caso las puntas de los electrodos se sustituyen por rodillos, entre los cuales y, presionadas por el borde de éstos, pasan las piezas a soldar. De esta manera se puede electrodos mientras pasa la corriente eléctrica. A tope. Las dos piezas que hay que soldar se sujetan entre unas mordazas por las que pasa la corriente, las cuales están conectadas a un transformador que reduce la tensión de red a la de la soldadura. Las superficies que se van a unir, a consecuencia de la elevada resistencia al paso de la corriente que circula por las piezas, se calientan hasta la temperatura conveniente para la soldadura. En este momento se interrumpe la corriente, y se aprietan las dos piezas fuertemente una contra otra. Una variante de este método es no ejercer presión sino dejar que entre las piezas se realicen múltiples arcos eléctricos, llamado por chisporroteo. • https://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Soldadura.pdf tomado el 10-09-17 • http://www.ghinduction.com/process/soldadura-por-fusion/?lang=es tomado el 10-09-17 WEBGRAFIA https://tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Soldadura.pdf http://www.ghinduction.com/process/soldadura-por-fusion/?lang=es
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