Apuntes sobre la Soldadura, Apuntes de Ingeniería Industrial

¡Descarga Apuntes sobre la Soldadura y más Apuntes en PDF de Ingeniería Industrial solo en Docsity! Soldadura Soldadura con Gas (oxiacetileno) Se compone básicamente de dos elementos, agua y carburo de calcio, que al ser unidos producen el gas acetileno. Este es obtenido dentro de tubos que contienen unos 300 pies cúbicos de gas a 250 LPC (libra por pie cuadrado). Operan por el principio de dejar caer pedazos de carburo de calcio, para generar acetileno. El oxigeno y el acetileno se queman por medio de un mechero o soplete, ambos gases se conducen a la llama a traves de válvulas de reductoras de presión. Debido a que estos gases mezclados son muy explosivos deben tenerce precauciones en su mezcla. La llama tiene dos zonas diferentes. El máximo de temperatura (6300º F) se produce en el extremo del cono interior. La relación de oxigeno y acetileno de 1 :1 a 1,15 :1 da una llama neutra . Mayor porcentaje de oxigeno da una llama oxidante (bronces y latones). Menor porcentaje de oxigeno da una llama carburizante (soldadura monel, acero de bajo carbono). En la soldadura debe agregarce material de aporte en forma de varillas o alambres. El control de temperatura es sencillo. Con una adecuada técnica se logran una buena soldadura. En los últimos años esta en desuso, excepto para piezas delgadas de metal o reparaciones. La soldadura de gas a presión : las uniones se hacen por calentamiento de las terminaciones con llama de gas a una temp. inferior a la fusión uniendo las terminaciones bajo presión. Soldadura de Arco En esta soldadura la fuente de calor es un arco eléctrico entre pieza y electrodo o entre dos electrodos. Soldadura con electrodo de carbón La mayoría de las soldaduras de arco se hacen ahora con electrodos metálicos. En la soldadura de electrodo de carbón, el arco produce una temp. mas alta que la llama de oxiciacetileno y precisa metal de aporte. El proceso tiene el defecto de no protegen al metal caliente de la atmósfera. Aunque hay una variante de arco de carbón con gas que provee protección gaseosa. Dada la facilidad de control del arco, esta soldadura es útil para fundición de hierro y cobre. Soldadura con electrodo de metal En teoría esta soldadura funde el electrodo y el metal original, suministrando el aporte necesario y acelerando la soldadura 1 La soldadura de arco con electrodos sin protección, consumibles, es dificultosa porque los arco tienden a ser inestables, razón por la cual se utiliza poco. Se desarrollaron dos variantes de este proceso : Soldadura con electrodo de tungsteno• Soldadura de arco de metal protegido• Soldadura de arco de metal protegido Los electrodos revestidos consisten en un alambre de metal sobre el que se coloca un revestimiento de componentes químicos que optimizan el proceso de soldadura : Proveen una atmósfera protectora Estabilizan el arco Actúan como fundente para remover impurezas Previenen la oxidación y retardan el enfriamiento del metal fundido Reduce la salpicadura Agregan elementos de aleación Afecta la forma de la moldura de la soldadura. Los electrodos con revestimiento pueden ser calificados según la resistencia a la tracción de la soldadura, la posición de esta y el tipo de corriente y polaridad y tipo de cobertura. Todos los electrodos van marcados con colores según normas internacionales. Cuando la cobertura es fundida y vaporizada se libera una atmósfera protectora de gases que protege al metal caliente. La inclusión de hierro pulverizado en la cobertura de los electrodos acelera el proceso de soldadura. Las fuentes de energía para la soldadura de arco esta constituida por un generador (motor eléctrico o nafta) o un transformador y rectificador, estos últimas son las mas usadas en los últimos tiempos. Los requisitos que deben cumplir esta fuentes son : − abastecimientos de grandes valores − uniformidad de tensión en caso de variación voltaica La máquinas de corriente alterna tienen baja potencia y si se operan varias a la vez deben conectarse a diferentes fases. Las de corriente continua son trifásicas Soldadura de arco de Tungsteno con gas (TIG) 2 La soldadura de punto es el tipo más simple y más usada de la soldaduras de resistencia. Se conecta y desconecta la corriente por medios automáticos y semiautomáticos. Esto produce una pepita de metal unido con muy poca o ninguna fusión y sin que salte el material. Máquinas de soldadura Con brazo oscilante : el electrodo inferior esta quieto y se mueve el superior, oscila alrededor de un pivote de presión : electrodo superior comandado por cilindro neumático ; para trabajos pesados o de alta producción ; gran variedad de tamaños de máquinas. portátil : transportable, usa una pistola conectada a la fuente de energía. La pistola puede uno de sus electrodos para dar la presión necesaria. Muy utilizada en la industria por su alta velocidad de producción Tienen una variedad muy grande, casi todos los materiales dúctiles y aleaciones pueden ser soldados a punto, como ser chapa dulce (el más común), fundiciones, aluminio(altas corrientes, intervalo corto, baja presión), magnesio (limpieza superficial), cobre (es difícil), plata (difícil por su conductibilidad) El límite practico del espesor es de 1/8 pulgadas si cada pieza tiene el mismo espesor. Se ha logrado hasta ½ pulgada de planchas de acera satisfactoriamente. Soldadura de costura Consiste en una serie de soldaduras de punto sobrepuestas, que de este modo forman una soldadura continua. Constituida por dos discos que giran, cuando el material pasa por estos electrodos se conecta y desconecta corriente de soldadura, de modo que forma soldaduras elípticas individuales que se superponen formando una hilera. La duración debe ser regulado de manera que las piezas no se calienten demasiado y por ello se usa enfriamiento externo. Se usa la soldadura de costura para tanques herméticos, de gasolina, silenciadores de automóvil, etc. Para formas especiales se pueden usar electrodos recortados. Tiene un alto nivel de producción. Soldadura de saliente Para hacer una soldadura de saliente se estampan en relieve hoyuelos, estos se colocan luego entre electrodos planos, se aplican corriente y presión, y como casi toda la resistencia del circuito está en los hoyuelos se concentra calor y se produce la soldadura. Esta limitado por las dimensiones de la máquina. Soldadura por chispas Es un proceso de soldadura de resistencia donde la unión se produce simultáneamente por medio de calor obtenido de la corriente eléctrica entre las superficies y se completa por presión después del calentamiento. Los equipos necesario son costoso y de gran tamaño, pero pueden obtenerse muy buenas soldaduras a un alto ritmo de producción. 5 Se utiliza en caños, accesorios tubulares, ventanas metálicas. Soldadura por recalcado Se aplica continuamente una presión después que se aplica la corriente de soldadura. Como resultado de esto, la soldadura se produce a menor temperatura. Las superficies deben estar limpias y adecuadamente preparadas para calentamiento uniforme y soldaduras fuertes. Se usa para caños y tubos. Soldadura por percusión Se aplica una potencia de alta tensión sobre las piezas para luego chocar las partes con gran fuerza, produciéndose una descarga eléctrica muy grande que suelda los dos extremos. Características : Deben soldarse 2 piezas distintas de metal (no sirve en una misma pieza)• puede aplicarse a metales diferentes• se aplica alambres, varillas, y tubos• Es un método muy rápido• El equipo es semiautomático• No precisa material de aporte• Alto costo del equipo• Mantenimiento especial• En algunos materiales se debe preparar la superficie• MISCELANEA DE SOLDADURAS Y PROCESOS ASOCIADOS Soldadura con termita La unión se produce calentando con metal y virutas recalentados (reacción de óxido metálico y aluminio). El metal líquido proporciona tanto el calor requerido como el metal de aporte. Se produce una temperatura de 5000º F en 30 segundos. Para esta soldadura se construye un molde con la forma de la soldadura llenando las aberturas con cera. Se usa soplete para secar el molde (similar a molde de arena) y fundir la cera. Cuando las superficies están al rojo se vierte el metal fundido. Luego se mecaniza. Soldadura eléctrica con escoria : la temperatura se obtiene de la resistencia eléctrica de la escoria fundida en la que se sumerge el alambre del electrodo (3200º F). Suelda hasta 16 pulgadas. Se funde una gran masa de metal, tiene un lento enfriamiento posterior. Soldadura con haz de electrones : Soldadura de muy alta pureza en metales reactivas y refractarios usados en energía atómica y en cohetería. Usa un sistema de óptica electrónica para el soldado. Soldadura Ultrasónica : Es una combinación de energía ultrasónica y presión, se usa para materiales delgados y disimiles. Puede ser de punto o de costura. 6 Soldadura por fricción mecánica : entre dos piezas, una en movimiento y la otra fija con un eje horizontal en común están juntadas fuertemente y la fricción del rozamiento genera calor muy rápido con un tiempo muy breve de soldadura (menos de 25 seg.). Suelda algunos materiales disímiles. Revestimiento Superficial Se hace por soldadura de gas o de arco, de una capa integral de metal de una composición, sobre la superficie de un metal de base de composición diferente obteniendo superficies con características especiales. Se le llama revestimiento superficial duro. Hay 7 categorías de metales para revestimiento superficial : Acero al carbono endurecido al aire y aceros de baja aleación Aceros y hierros de alta aleación Aleaciones con base de cobalto Carburos Aleaciones con base de cobre Aleaciones de níquel, tales como monel, nicron, etc. Aceros Inoxidables Se aplica en dientes de rasquetes, palas excavadoras, trépanos de excavadoras de petróleo, etc. Metalizado El proceso consiste básicamente en el metal fundido y atomizado en un soplete especial y pulverizado sobre un material de base. Se emplea llama de oxiacetileno. Cualquier metal que pueda trefilarse puede utilizarse para metalizar Sopletes de plasma para materiales de alto punto de fusión Es adecuado para revestimientos de superficies, para soportar la abrasión y desgaste. Su porosidad puede retener lubricante lo que le da mayor resistencia al desgaste. Hay revestimientos de protectores de zinc y aluminio. Soldaduras de plásticos Para soldado de termoplásticos, consiste en calentar localmente hasta que las áreas a unir se ablanden y luego se aplica presión. El calor es suministrado por un soplete de gas caliente o una herramienta similar a un soldador eléctrico. Frecuentemente se provee el aporte de material (barra de plástico de aporte). Se sueldan mediante este método tubos pláticas, barras, etc. 7