martes, 28 de mayo de 2013

Acabados Superficiales: Recubrimiento y Deposición

Acabados Superficiales: Recubrimiento y Deposición


Limpieza

A menudo, debe controlarse acabado de superficie con el fin de aumentar la fuerza de fatiga de miembros muy estresadas que está sometido a cargar retrocesos. Una superficie lisa elimina las irregularidades agudas que son la mayor fuente potencial de grietas de fatiga.
Para partes como engranajes, control de acabado de superficie puede ser necesario Asegúrese de operaciones tranquilas. En otros casos, sin embargo, cuando una lubricación de límite existe la condición o donde superficies no sea compatibles, como en dos extremadamente superficies difíciles ejecución junta, una superficie ligeramente rugosa será generalmente prestar asistencia en lubricación.
También es necesario a fin de un grado específico de la rugosidad superficial acomodar desgaste en de ciertas partes. No alcanzar mayoría piezas móviles de nuevos una condición de lubricación completa como resultado de geometría imperfecto, ejecutando la certificación y las distorsiones térmicas. Por lo tanto, deben las superficies usar en un proceso de eliminación real de metal. El acabado de superficie debe ser un compromiso entre la rugosidad suficiente para desgaste adecuada y suficiente suavidad de vida de servicio esperado.
La consecuencia inmediata de la fabricación de una pieza es que esta sea apta en dos aspectos fundamentales que afectan a toda pieza, aislada o como parte de un conjunto.
  • Su funcionamiento
  • Su intercambiabilidad
Como consecuencia de ello la pieza deberá tener sus dimensiones entre límites, tolerancias dimensionales, formas, tolerancias geométricas. Además, para que su funcionamiento sea correcto debe tener definido el acabado superficial o el estado final de las distintas superficies de ella.
  • Estado de las superficies
Al fabricar una pieza utilizando diferentes maquinas y útiles, por muy sofisticadas que estas sean no se puede conseguir la perfección teórica. Como consecuencia de ello se producen imperfecciones en las diferentes superficies de la pieza, las que se pueden clasificar en dos tipos.
  • RUGOSIDAD: su origen son las huellas que dejan las herramientas empleadas para mecanizar o trabajar su superficie. 
  • ONDULACIÓN: Se produce como efecto de las holguras y desajustes que existen en las maquinas y herramientas que se emplean para trabajar su superficie. 
Se tiene que tener en cuenta que este tipo de imperfecciones o irregularidades no son incompatibles y generalmente se presentan simultáneamente.

Pintura
Métodos manuales de aplicación. La pintura se deposita sobre la superficie por acción del dispositivo que opera en contacto con la misma. Estos métodos son muy importantes y requieren una elevada habilidad y experiencia.




La aplicación con pincel:




Constituye el método más antiguo y su técnica es sólo sencilla desde un punto de vista aparente. La elección del pincel, en lo referente a la calidad y tamaño, debe considerar el tipo de estructura y la calidad del acabado deseado.
Las variables de calidad de un pincel son el tipo de cerda (animal, vegetal o sintética), la longitud, la forma del corte de la punta de la fibra individual y del conjunto, la densidad y las propiedades fisicomecánicas, particularmente la flexibilidad.


Los pinceles de buena calidad se pueden emplear directamente; sin embargo, en todos los casos resulta aconsejable una inmersión previa en aceite de lino crudo evitando una deformación de su extremo por acción gravitatoria. Posteriormente, se debe lavar con aguarrás mineral para eliminar el exceso de aceite; la absorción del ligante de la pintura se reduce de esta manera sensiblemente.


La selección adecuada del pincel permite cubrir con una capa, dependiendo del tipo de sustrato y su diseño, aproximadamente entre 8 y 15 metros cuadrado por hora.
Finalmente y luego de su uso, el pincel se debe limpiar con el disolvente de la pintura. Luego, se aconseja dejarlo en suspensión para evitar su deformación en el mismo solvente; el nivel no debe alcanzar la virola para no producir el ablandamiento del pegamento que fija las cerdas al mango.


La aplicación con guante:




Se emplea para el pintado de superficies irregulares, tales como cañerías y ángulos agudos, o bien difícilmente accesibles requieren la elección de otro método más conveniente que el pincel. Así, por ejemplo, puede seleccionarse un guante aplicador cuyo empleo tiene una marcada similitud con un rodillo: se ubica pintura sobre él y se desplaza posteriormente sobre la superficie a pintar.

La aplicación con rodillo:




Es un método que se emplea para pintar sobre superficies de elevado tamaño, preferentemente no muy irregulares. La selección del rodillo en lo referente a su dimensión, al material y al largo de las fibras resulta esencial para realizar una correcta y eficiente aplicación.

Los rodillos convencionales se sumergen en bandejas inclinadas a 40/45o y se desplazan varias veces por el escurridor para distribuir homogéneamente la pintura. El rendimiento en 
superficies grandes y lisas o al menos no muy irregulares oscila entre 20 y 50 m2 por hora para cada capa. 

Generalmente se complementa con el pincel, aplicando la pintura con rodillo en las superficies lisas de grandes dimensiones y retocando con pincel los bordes, rincones, ángulos, etc. En otros casos, cuando las superficies presentan muchas irregularidades por prolongada acción del medio o bien nuevas pero con elevada rugosidad resulta aconsejable aplicar la primera capa con pincel y continuar con rodillo las restantes.
Los rodillos son diseñados para su adaptación a diversos sustratos según su forma o geometría; así por ejemplo existen rodillos para alambrados, para el interior de cañerías y para tareas específicas alimentados con aire a presión y para elevada capacidad de nivelación (acabado brillante).


La aplicación con espátula:


Se emplea para pinturas líquidas sin solvente (por ejemplo productos epoxídicos de doble envase); estos productos requieren de esta herramienta especial, de variadas dimensiones, para lograr el acceso particularmente al interior de tanques para almacenamiento de agua potable o envases de productos alimenticios.



LA PINTURA ELECTROSTÁTICA

La pintura en polvo electrostática básicamente es una alternativa diferente para el  recubrimiento de piezas, con grandes ventajas en comparación con las alternativas existentes en recubrimientos.


La Pintura en Polvo es una mezcla homogénea de cargas minerales, pigmentos y resinas en forma sólida, en forma de partículas finas, que se aplica con un equipamiento especial-pistola electrostática para polvo-en el que se mezcla con aire y se carga eléctricamente. 

Las partículas cargadas eléctricamente se adhieren a la superficie a ser pintada, que está a tierra. 

Las partículas de Pintura en Polvo que permanecen adheridas a la pieza por carga estática son inmediatamente calentadas en un horno donde se transforman en un revestimiento continuo.
Cuando la pintura se funde los componentes químicos, en este caso las resinas, reaccionan entre sí formando una película. El resultado es un revestimiento uniforme, de alta calidad, adherido a la superficie, atractivo y durable.


Las ventajas que se tienen al implementar la pintura en polvo electrostática se verían reflejadas en la eficiencia de aplicación, el hecho de que no son inflamables, la reducción de área en el depósito siendo comparativo con las mismas proporciones de pintura liquida, la reducción de costos en la deposición de 19 los residuos generados en el proceso, tiene un reciclaje del 95% de la pintura que no queda aplicada a la pieza, es menos peligrosa para la salud de los operarios en comparación con la pintura liquida y tiene una resistencia físico-química muy superior frete a impactos, rayones, dobleces y agentes químicos.

APLICACIÓN DE LA PINTURA ELECTROSTÁTICA.


Para aplicar la pintura en polvo electrostática a una superficie se basa en el principio de funcionamiento de un imán, en el cual dos cargas opuestas se atraen.

La pintura es aplicada por equipos especializados para este fin, los cuales se encargan de transportar la pintura por mangueras a través de un sistema de vacío creado por aire comprimido a alta velocidad, hasta la pistola de aplicación. Estas pistolas de aplicación cargan eléctricamente la pintura con voltajes aproximados a los 90.000V y bajísimo amperaje, eliminando así el peligro a un choque eléctrico.

Esta operación carga negativamente las partículas de la pintura. La pieza que va a ser pintada se aterriza, con el fin de cargarse positivamente, y así, generar la atracción de la pintura a la misma.

PROCESO DE CURADO EN LA PINTURA ELECTROSTÁTICA


El curado de la pintura electrostática sobre la pieza aplicada también es conocido como el proceso de polimerización, y básicamente consta de activar la reacción química del sistema de resinas por medio de calor. El perfecto balanceo del sistema de sustratos y el período en que la temperatura de este substrato permanece en la especificación entregada por los boletines técnicos (específicos para cada línea de productos) determinará la perfecta nivelación y la performance especificada para los ensayos Físicos y Químicos. (Francescutti, 2007)

El esquema de curado hace referencia a las condiciones de horneado de la pieza pintada con pintura en polvo, esto es, temperatura y tiempo. Ambos parámetros son necesarios a la hora de considerar la implementación de un horno o la reforma de uno existente. Si se quiere obtener un pintado de las piezas satisfactorio es fundamental respetar las condiciones de cura dadas por el fabricante de la pintura.

Para el correcto curado de estas pinturas es muy importante mantenerse en los rangos establecidos puesto que un sobre curado de las mismas puede traer consecuencias como cambio de color, disminución de brillo, manchado y disminución en las propiedades mecánicas.



Video: aplicación de pintura electrostática




Bibliografía:



jueves, 23 de mayo de 2013

Doblado y Curvado de Metales

Doblado de Metales


    El doblado es uno de los procesos de la manipulación del metal, en el cual la fuerza es aplicada a una lámina de metal, haciendo que se doble en el ángulo y la forma deseada. Por lo general el doblado se hace en un solo eje, pero la repetición de varias operaciones pueden lograr crear una pieza compleja. Se da la aparición de aristas y el cambio de dirección de vectores. En el trabajo de láminas metálicas el doblado se define como la deformación del metal alrededor de un eje recto. 

Durante la operación de doblado, el metal dentro del plano neutral se comprime, mientras que el metal por fuera del plano neutral se estira. El metal se deforma plástica-mente así que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El doblado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lámina metálica.



Doblado en v y doblado de bordes



Las operaciones de doblado se realizan usando como herramientas de trabajo diversos tipos de punzones y dados. Los dos métodos de doblado más comunes y sus herramientas asociadas son el doblado en V, ejecutado con un dado en V; y el doblado de bordes, ejecutado con un dado deslizante.


En el doblado en V, la lámina de metal se dobla entre un punzón y un dado en forma de V, los ángulos van desde los muy obtusos hasta los muy agudos. El doblado en V se usa generalmente en operaciones de baja producción y se realizan frecuentemente en una prensa de cortina, los correspondientes dados en V son relativamente simples y de bajo costo.

El doblado de bordes involucra una carga voladiza sobre la lámina de metal. Se usa una placa de presión, que aplica una fuerza de sujeción Fh para sujetar la lámina contra el dado, mientras el punzón fuerza la parte volada para doblarla sobre el borde del dado. En el arreglo que se ilustra en la figura 3.63(b), el doblado se limita a ángulos de 90º o menores. Se pueden diseñar dados deslizantes más
complicados para ángulos mayores de 90º. Debido a la presión del sujetador, los dados deslizantes son
más complicados y más costosos que los dados en V y se usan generalmente para trabajos de alta
producción.


DOBLADO DE TUBOS


Los tubos se doblan por muchas razones. Un motivo frecuente es la necesidad de transportar líquidos, otra razón es permitir la expansión o contracción de sistemas de tubería. Las espirales para transferencia de calor y los componentes tubulares para calderas requieren doblado. Las piezas tubulares se usan con frecuencia como componentes estructurales en vehículos y máquinas, muebles, rieles, manijas, etc. Los métodos comunes de doblado son los siguientes:





Doblado por compresión 
La pieza de trabajo se sujeta y dobla alrededor de un dado estacionario con la ayuda de un bloque o un rodillo seguidor. Hay algo más de fuerza de compresión que elongación sobre la pieza de trabajo (aun cuando haya elongación sobre la parte exterior del doblez), y el nombre del método se deriva de este hecho. El doblado por compresión es un método común, que con frecuencia se realiza a mano, sobre tubos u otros perfiles de mayores espesores de pared y radios de doblado más grandes. Los tubos de pared delgada usualmente no se doblan por este método.

El radio mínimo a la línea de centro para dobleces por compresión es 4 veces el diámetro del tubo. Con tubos de paredes más delgadas y buen soporte puede hacerse dobleces con radios de sólo 21/2 veces el diámetro. Los ángulos de doblado llegan a ser hasta de 170º por doblez. Debido a que hay muy poco alargamiento en la cara exterior, los tubos cromados o pintados pueden doblarse con esté método.


Doblado por arrastre. 

En este método, la pieza de trabajo se sujeta contra un dado que tiene la
forma del doblez, como en el doblado por compresión; pero ahora el dado gira jalando la pieza de trabajo por una matriz de presión y, en muchos casos, sobre un mandril.Este método es adecuado para tubos de pared delgada, en especial cuando se doblan en radios pequeños, permite un control más estrecho sobre la pieza de trabajo que cualquier otro método de doblado.



Los dobleces por arrastre se hacen cuando las necesidades dimensionales son estrictas (por ejemplo, en la industria aeronáutica) o cuando se requieren dobleces muy cerrados de tubos de pared delgada. Aunque se pueden lograr radios de doblado iguales al diámetro del tubo, éstos requieren un cuidado extraordinario, un mandril interno de perfecto ajuste así como zapatas y matrices exteriores. El doblado por arrastre es más común que el doblado por compresión cuando se emplea equipo motriz. Pueden hacerse dobleces de hasta 180º.



Doblado por prensado con cabezal 



Con este método, la pieza de trabajo se coloca entre dos soportes y se presiona contra un dado redondo (cabeza o punzón) como se muestra en la figura (c). Los dos soportes giran sobre un pivote conforme el cabeza se mueve hacia adelante manteniendo el soporte de la pieza de trabajo.


Este método, aunque brinda poco control sobre el flujo del metal, es muy rápido. Se emplea en aplicaciones donde se utilizan tubos gruesos o perfiles laminados o extruidos, siempre que se permita alguna distorsión en la sección de la pieza de trabajo y que sea importante tener una rápida producción. Con las máquinas disponibles en la actualidad, el doblado por prensado con cabeza se aplica a tuberías de 10 a 350 mm de diámetro. Este método funciona para dobleces de hasta 165º además, se pueden doblar perfiles extremadamente gruesos.

El radio mínimo de doblado a la línea de centro por este método es 3 veces el diámetro a menos que sean tolerables deformaciones o aplastamientos en la sección doblada (así como en algunas aplicaciones estructurales). Se prefieren los radios de 4 a 6 diámetros.

Bibliografía:
http://materias.fcyt.umss.edu.bo/tecno-II/PDF/cap-332.pdf










domingo, 5 de mayo de 2013

DISEÑO Y PRODUCCIÓN DE RELOJ DE PARED
Actividad Final

El objetivo de esta actividad final es demostrar  a través del proceso de diseño y fabricación de un reloj en metal, el desarrollo de las técnicas y la teoría aprendida durante el transcurso del semestre. Se pretende elaborar un diseño de un reloj funcional de pared que evidencia la utilización de al menos 3 tipos de metal (cold rolled, aluminio, cobre, zinc, ect) , el previo análisis de los sistemas funcionales de un reloj, el proceso del material utilizar, cancioneta, dimensionamiento y producción. 

El proyecto se llevara acabo desde la semana 13 (23 - 24 de abril) hasta la semana 18 (29 de abril --> entrega final)

FASE DE INVESTIGACIÓN

Referentes de inspiración y consulta


Recopilación de referentes de inspiración


Selección de modelos que ajustan a mis intereses estéticos



LA DILATACIÓN DE DOS PLANOS
 La dilatación de los planos en este reloj me llama la atención  pues pretendo incorporar en mi diseño  esta misma estética, generando  niveles en el elemento y así una configuración de gradación de formas en el. esta dilatación lograda en este diseño fue a través de dilatadores de acero inoxidable.
GRADACIÓN DE TAMAÑOS DE FORMAS
PERFORACIÓN DE LAS MAESILLAS 
GRADACIÓN DE CÍRCULOS Y COINCIDENCIA











La gradación de las figuras cuadradas en este reloj, al igual que la utilización de los diferentes niveles me llaman mucho la atención  es posible que su ensamblamiento se allá hecho a través de soldadura de arco y posiblemente las uniones al cuadrado central se allá hecho a través de soldadura autógena o la misma soldadura de arco.










La perforación de una de las manecillas del reloj me gusta, ya que permite al usuario una mayor certeza frente a la hora. Probablemente la perforación de esta se realizo a través de taladro.













El corte de los círculos al igual que la gradación de tamaños, me hace pensar en una posible aplicación de la forma circular en mi diseño y la posible gradación  pero con un indicio de coincidencia de las formas para la creación de una sensación visual de gradación mayor.

Los cortes de los círculos podría a ver sido a través del corte láser o a través de corte de cisalladora manual.

 Investigación del mecanismo interno de un reloj


mecanismo interno de reloj

En este mecanismo se distinguen tres partes esenciales. El circuito del oscilador de cuarzo, los engranajes y juegos de ruedas dentadas y por último un motor de inducción, que es el encargado de mover las manecillas, gestionado por el circuito electrónico y transmitiendo la energía mediante los engranajes.

El pequeño motor de inducción. Con su rotor magnético y la bobina de inducción.


El divisor de frecuencia es un circuito digital formado por una sucesión de contadores hasta obtener una frecuencia de 1 Hz, que permite mostrar segundos. Si se quiere mostrar décimas, la división se detiene al llegar a los 10 Hz. Esta frecuencia pasa al módulo de presentación, que puede ser de carácter electrónico o mecánico, donde otros divisores van separando los segundos, minutos y horas.

Bocetación de ideas para el diseño

La Bocetacion se realizo pensando en los referentes que me causaron curiosidad

Bocetación de ideas para posible diseño de reloj
Elección de boceto a llevar acabo

El boceto seleccionado cumple las expectativas deseadas por parte de la selecciono de los referentes y del previo análisis elaborado. En el boceto se presentan algunos detalles de dimensiones,  ensambles y uso de materiales, teniendo en cuenta la utilización de mínimo tres metales diferentes.

Boceto a elaborar en metal

Desarrollo de planos y ajustes necesarios

Vistas dimensionales y detalles técnicos
 Vista superior y lateral  

Vista Superior

Estos planos muestran los detalles dimensionales,  de ensamblado y de uso de materiales. 

Se especifica en el plano de vista lateral la manera en que la elevación de los planos se pretende realizar, al igual que el detalle de los dilatadores de aluminio que se utilizaran.

Vista Lateral




Planos de reducción de material 

Los planos de reducción de material pretenden ser utilizados para la compra de los materiales necesarios. Al realizar estos planos, se puede comprar el  mínimo material posible, para que el desperdicio sea poco y así mismo se facilite el desarrollo de cortes y doblados. 

Plano de reducción de material para el circulo base

Este plano define que para la elaboración de la circunferencia base del reloj de diámetro 20 cm, se utilizara una lámina de 21 cm X 21cm, dejando como margen de error 0.5 cm a cada lado, al momento del corte.
Plano de reducción de material para planos triangulares superpuestos
En este segundo plano de reducción se evidencia la organización de las piezas triangulares que irán superpuestas, en una lamina de Cold Rolled perforada. La lamina deberá ser de 16.1 cm X 14.7 cm.

Materiales:
  • Lámina de cold rolled de calibre 20 de 21cm X 21cm (para circunferencia base del reloj)
  • Lámina de cold rolled perforada de calibre 20 de 16.1cm X 14.7 (para triángulos sobre puestos)
  • Lámina de cobre de 5cm X 5 cm ( para los números 2, 4, 6, 8, 10 y 12) en nomenclatura romana
  • 6 dilatadores de aluminio de 1cm de alto y 7mm de diámetro.
  • Broca de 1/8
  • Destornillador de estrella 
  • 6 tornillos de 1/8 X 3/4
  • pegamento epoxico

Modelo tridimensional escala 1:1

Vista Superior



El modelo en cartón paja evidencia algunos cambios que se debieron realizar para la elaboración de este, como por ejemplo en bocetos iniciales se había previsto un circulo central, en vez de un cuadrado de 6cm X 6cm que permita la acomodación del mecanismo del reloj.
Vista Lateral

Fase de producción








Proceso de corte de circulo base con cizalla electro manual, en el taller.












Evidencia fotográfica del elemento pre terminado







Esta fotografía presenta al elemento ensamblado y listo para ser pulido.
Vista Superior

Vista Lateral




Comparacion de modelo de cartón paja con modelo de metal terminado


Como se puede evidenciar en la foto, algunos cambio fueron hecho durante el desarrollo del modelo final en metal del reloj por cuestiones de sencillez y preferencias a lo largo del proceso. 



  1. la elaboración de una caja cuadrada, evidenciada en el cartón paja, fue eliminada del modelo final en metal, ya que era un gasto de material innecesario  pues el mecanismo del reloj puede ir ensamblado al reloj solo por medio de una perforación de 5 mm en el centro de la lamina circular que se utiliza de base.
  2. En ves de realizar los números en zinc o cold rolled y en nomenclatura normal, se decidió realizarlos por medio de cortes con tijeras de metal en cobre y en nomenclatura romana. de igual forma se decidió elaborar solo aquellos números que correspondían a los espacio del primer nivel / plano del reloj, y dejar vacios los espacio de los planos elevados. esta decisión fue tomada como parte del diseño y de las fusiones estético formales 

Conclusiones

  1. A lo largo del proceso de elaboración del reloj se logró manejar completamente los procesos vistos durante todo el semestre, como el uso de las máquinas del taller, la elección apropiada de materiales, al igual que su conocimiento frente a sus propiedades y diferencias entre ellos, los elementos y prácticas de ensamblajes y  decisiones de pulido y terminados finales.
  2. Durante el proceso de producción se evidenciaron algunos problemas en cuanto a la elección y obtención de los dilatadores de aluminio  pues al ser tan pequeños, era demasiado complicado conseguirlo con perforaciones por en medio, que lograran ajustarse a un tamaño razonable de tornillos.
  3. se aprendieron y se interiorizaron todos los concepto vistos y practicados durante el semestre en la elaboración del perchero y finalmente del reloj.
  4. personalmente considero que lo visto en la materia de modelos fueron y serán muy utiles durante el transcurso de mi carrera al igual que para la vida profesional. El aprendizaje de uso de las maquinas es de vital importancia, al igual que la reflexión frente a los errores y soluciones elaboradas durante el proceso de los diferentes productos desarrollados en el semestre. 









miércoles, 1 de mayo de 2013

CORTE DE METALES

El corte de lámina se realiza por una acción de cizalla entre dos bordes afilados. La acción de cizalla se describe en los cuatro pasos esquematizados en la figura 3.52, donde el borde superior de corte (el punzón) se mueve hacia abajo sobrepasando el borde estacionario inferior de corte (el dado). Cuando el punzón empieza a empujar el material de trabajo, ocurre una deformación plástica en las superficies de la lámina, conforme éste se mueve hacia abajo ocurre la penetración, en la cual comprime. la lámina y corta el metal. Esta zona de penetración es generalmente una tercera parte del espesor de la lámina. A medida que el punzón continúa su viaje dentro del trabajo, se inicia la fractura del material de trabajo entre los dos bordes de corte. Si el claro entre el punzón y el dado es correcto, las dos líneas de fractura se encuentran y el resultado es una separación limpia del material de trabajo en dos piezas.
 
 



domingo, 28 de abril de 2013

SOLDADURA

Se denomina así a todos los procesos de unión de metales que se realizan por fusión

localizada de las partes a unir, mediante la aplicación conveniente de calor o presión.


Puede ser con y sin aporte de material a las piezas unidas, donde el material de


aporte es de igual o diferente tipo a las partes a unir. Es importante tener en cuenta
que la soldadura cambia la estructura física de los materiales que se suelden, debido
a que cambia alguna de las propiedades de los materiales que se están uniendo.
 

Tipos de soldadura


La mayoría de los procesos de soldadura requieren la generación de altas


temperaturas para hacer posible la unión de los metales envueltos. El tipo de fuente


de calor, o en otros términos, la forma de producir la fusión, es básicamente lo que


describe el tipo de proceso los cuales se agrupan en tres categorías: Welding o

soldadura fuerte, Soldering y Brazing, soldaduras débiles.
 

Soldadura Fuerte (Welding)


Es una operación en la cual dos o más partes son unidas mediante calor o presión o


ambos efectos a la vez, obteniéndose continuidad de la naturaleza del material entre


las partes unidas. Este tipo de soldadura se puede realizar con o sin material de


aporte.


Tipos de soldadura “Welding”:



 
SOLDADURA POR RESISTENCIA (PUNTO)
SOLDADURA POR DIFUSION

SOLDADURA POR FRICCION

SOLDADURA AUTOGENA

SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES


En el laboratorio de producción encontramos varios tipos de esta clase de soldadura

como lo son: soldadura por arco eléctrico, soldadura autógena o por gas y la

soldadura por resistencia (puntos).

Soldadura Autógena o por gas



En el proceso de soldadura y corte con Gas, el principio es simple: una intensa llama


es producida por la combustión controlada de una mezcla de oxigeno y un gas


combustible. Los gases son obtenidos de fuentes o tanques separados y pasados a


través de reguladores y luego pasados a través de una antorcha en donde se


mezclan, para salir por la boquilla donde ocurre la ignición.


La intensidad de la llama depende del flujo de los gases, la proporción de la mezcla y las propiedades del gas combustible seleccionado, así como del tipo de cabeza de soldadura o boquilla. El flujo de los gases y la proporción de la mezcla son controlados por los reguladores de presión y las válvulas ubicadas en la antorcha.
Elementos de soldadura autogena


Las soldaduras son formadas por el cordón de metal fundido del metal base y el material de aporte (cuando se usa) que se forma con el contacto de la flama.
 
El material de aporte puede ser desde el mismo de las piezas a unir ó una varilla de metal con alto contenido en plata (bajo punto de fusión) usadas en la soldadura de chapas muy finas, zonas delicadas o piezas de diferentes metales.
 
El uso de fundentes remueve el oxido y las costras del área de soldadura y ayuda a asegurar una soldadura de calidad.
 
En operaciones de corte, la llama es concentrada para precalentar y mantener el metal en su temperatura de fundición, mientras que un chorro de oxigeno es dirigido al área precalentada.
 
Este chorro de oxigeno rápidamente oxida el metal en un camino angosto y lo expulsa, para formar una ranura.El proceso de corte con llama es el mas antiguo de todos los procedimientos de corte metálico, además el mas difundido por todo el mundo. sin embargo, hoy en día, esta siendo reemplazado por el corte por plasma.
 
El equipo básico necesario para efectuar las operaciones de soldadura y corte incluyen una antorcha con cabezas de soldadura (boquillas de soldadura), una extensión o accesorio para cortar, mangueras y reguladores para ambos gases, oxigeno y acetileno u otro gas combustible.
 

Soldadura por Arco o Eléctrica
Arco Eléctrico

Como el nombre lo sugiere, es un arco eléctrico que se establece entre las partes a soldar y un electrodo metálico.
 
La energía eléctrica, convertida en calor, genera una temperatura en el arco cerca de 5,500 grados centígrados (10,000 F), causando la fundición de los metales y después la unión.
 

Uno de los principales problemas en soldadura, es el comportamiento de los metales ante la combinación de los agentes atmosféricos y los cambios en su temperatura.

 

El método de proteger el metal caliente del ataque de la atmósfera (oxidación) es uno de los mayores problemas a resolver.

 

Las técnicas desarrolladas van desde "Protección por fundente" (Flux Covering), hasta la de “Protección por gas Inerte”: son escudos protectores del oxígeno del aire.

Soldadura arco eléctrico manual recubierto
 
En algunas instancias la atmósfera es removida completamente usando sistemas de vacío (soldadura por haz de electrones).
 

Proceso:

El proceso se realiza mediante un arco eléctrico que es mantenido entre la punta de un electrodo cubierto y la pieza a trabajar.

Las gotas de metal derretido son transferidas a través del arco y son convertidas en un cordón de soldadura.

Un escudo protector de gases es producido por la sublimación del material fundente que cubre el electrodo.
 
Además la escoria derretida flota sobre el cordón de soldadura donde protege el metal soldado aislándolo de la atmósfera durante la solidificación. Esta escoria también ayuda a darle forma al cordón de soldadura especialmente en soldadura vertical y sobre cabeza.
 
La escoria debe ser removida completamente después de cada cordón.
 

Aplicaciones:

En 1904 Oscar Kjellberg fue el inventor del electrodo cubierto, y con este, la invención de la soldadura de arco.
 
Ahora cientos de diferentes variedades de electrodos son producidos, a veces conteniendo aleaciones para el trabajo estructural metálico, dando fuerza y ductilidad al cordón de soldadura.
 
Las labores más ligeras son efectuadas usando potencia AC por el bajo costo de los transformadores que la producen.
 
En cambio el trabajo de alta producción industrial usualmente requiere de fuentes DC más poderosas y grandes rectificadores, para darle la polaridad exacta al proceso.
 

El proceso es mayormente usado para soldar aceros de bajo carbono en trabajos metálicos estructurales, fabricación de barcos e industrias en general.

 

A pesar de lo relativamente lento del proceso, por el recambio de electrodos y la remoción de la escoria, se mantiene como una de las técnicas más flexibles y sus ventajas en áreas de acceso restringido son notables.

 

Videos : ¿Cómo utilizar la soldadura de arco?

Parte 1
 

 Parte 2
 

 Soldadura por resistencia (De punto)




Soldadura de Punto
Se realiza por el calentamiento que experimentan los metales debido a su resistencia al flujo de una corriente eléctrica (efecto Joule).

Los electrodos se aplican a la superficie de las dos piezas: se colocan en una pinza a presión  y se hace pasar por ellas una fuerte corriente eléctrica durante un corto lapso de tiempo.

La zona de unión de las dos piezas, como es la que mayor resistencia eléctrica ofrece, se calienta y se funde quedando pegadas en un pequeño “punto”.

Los componentes incluyen las partes de trabajo que se van a soldar (partes metálicas), dos electrodos opuestos, un medio para aplicar presión destinado a apretar las partes entre los electrodos y un transformador de corriente alterna desde el cual se aplica una corriente controlada.
 
La operación produce una zona de fusión entre las dos partes, denominada un punto de soldadura.
Los materiales usados para los electrodos consisten en dos grupos principales:
1. Aleaciones basadas en cobre
2. Compuestos de metales refractarios (combinación de cobre y tungsteno).
Al igual que en la mayoría de los procesos de manufactura, las herramientas
(electrodos permanentes para el paso de corriente) para la soldadura de puntos se desgastan gradualmente con el uso. Cuando es posible llevarlo a cabo, los electrodos se diseñan con canales internos para su enfriamiento con agua.
En comparación con la soldadura con arco eléctrico, la soldadura de resistencia no usa gases protectores, fundentes o material de aporte, y los electrodos que conducen la corriente eléctrica para el proceso no son consumibles.
 

Aplicación: 

 
La aplicación de la soldadura de resistencia por puntos es variada:
  • producción masiva de automóviles
  • aparatos electrodomésticos
  • muebles metálicos
  • otros productos hechos a partir de láminas metálicas delgadas (±2.5mm de espesor).


Video: ¿Cómo funciona la soldadura de punto?

 
 


 

Bibliografía: