el acero en la fabricación de carrocerías

ELEMENTOS METÁLICOS YSINTÉTICOS

El acero en la fabricación de Carrocerías.

Profesor: César Malo Roldán

El acero en la fabricación de carrocerías.

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Características del acero Obtención del acero Materias primas Técnicas de transformación Propiedades del acero Tipos de acero

Acero convencional Acero de alto límite elástico

Profesor: César Malo Roldán

Características del acero

El acero presenta propiedades mecánicas y tecnológicas adecuadas para las necesidades estructurales y para los requerimientos técnicos que demandan los procesos de conformación y ensamblaje de vehículos.

Es un material fácil de trabajar, que admite diferentes tratamientos mecánicos o químicos por sus cualidades, desde la dureza superficial hasta la resistencia a la corrosión.

Es fácilmente reciclable.

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Obtención del acero.

Proceso del ciclo integral del acero o siderurgia.

A partir del hierro como elemento base.

Constituido por perfiles, flejes, chapa, alambrón, etc.

La industria de transformación del automóvil para carrocerías se basa en las chapas, en pliegos cortados o bobinas.

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Materias primas (1)

Arrabio 2,2 a 6,7 %

C

Descarburación(insufla de oxígeno)

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Materias primas (2)

Lingotera

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Materias primas (3)

Segunda laminación en frío

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Materias primas ( y 4)

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Técnicas de transformación.

Procesos industriales en el automóvil Fundición Sinterización Extrusión Forja Estampación.

Fabricación de carrocerías: Estampación

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Técnicas de transformación. Estampación

Proceso por el cual se da forma a una plancha de acero a base de prensas hidráulicas.

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Propiedades del acero.

El comportamiento de un material frente a distintos tipos de solicitaciones y tratamientos dependerá de sus propiedades físicas y mecánicas.

Las principales propiedades del acero son: Maleabilidad, Tenacidad, Dureza,

Resiliencia, Elasticidad, Alargamiento, Ductilidad, Fusibilidad y Conductividad.

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Propiedad del Acero: Maleabilidad

Cualidad de un metal para reducirse en láminas finas, dobladas o deformadas por choque o por presión en caliente o frío.

Los espesores de chapa en el automóvil se encuentran alrededor del 0,7mm

Aceros maleables: Dulces Extradulces

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Propiedad del Acero: Tenacidad

Resistencia a la ruptura en esfuerzos de aplicación progresiva.

Los esfuerzos pueden ser: Tracción Compresión Torsión Cizalladura Flexión

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Propiedades del acero: Dureza

Resistencia que opone un cuerpo a dejarse penetrar por otro bajo la acción de una fuerza.

Operaciones de lijado, limado, corte, desgrapado, etc.

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Propiedades del acero: Resiliencia

Resistencia que oponen los materiales a la aplicación de esfuerzos bruscos y a los choques.

Es lo contrario a fragilidad.

Esta propiedad es muy importante en la carrocería del automóvil para comprobar el comportamiento ante una colisión.

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Propiedades de los aceros: Elasticidad

Propiedad que tienen los materiales de deformarse por acción de una fuerza y de recobrar su forma inicial cuando esta deja de actuar.

Propiedad del acero utilizada para evaluar los tiros en bancada, para corregir deformaciones.

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Propiedades de los aceros: Alargamiento

Es la deformación permanente que se produce en un metal cuando el esfuerzo aplicado sobre él supera la carga de su límite elástico.

Se expresa en porcentaje.

Muy importante en los procesos de embutición

Tipo de embutición %

Ordinaria 30

Profunda 35

Extra-profunda 40

Difícil 43

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Propiedades del acero: Ductilidad

Es la propiedad del material para poder ser trabajado sin que se produzcan cambios en su estructura (estirado) o grietas.

Cuando mayor es la ductilidad menores radios de curvatura sin disminuir su resistencia.

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Propiedades del acero: Fusibilidad

Propiedad que caracteriza a ciertos metales para pasar del estado sólido al líquido por efecto del calor.

Esta propiedad se utiliza en los procesos de soldadura.

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Propiedades del acero: Conductividad

Propiedad que consiste en trasmitir el calor (conductividad térmica) y la corriente eléctrica (conductividad eléctrica).

Condición para la soldadura por puntos de resistencia eléctrica.

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Tipos de acero.

El acero es una aleación de hierro y carbono, que puede contener otros elementos y en la que la proporción de carbono no pasa del 1,76%.

Los aceros se pueden clasificar atendiendo a su composición, obtención y aplicación.

En el automóvil: Convencional Alto límite elástico

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Tipos de acero: Convencional

Acero Dulce: Acero al carbono inferior al 0,2% de grano fino Buena ductilidad, con aspecto liso y libre de rayas. Fácilmente soldable Chapa fina de excelente calidad para carrocerías Acabados superficiales tipo normal o semibrillante

CARACTERÍSTICAS MECÁNICASEmbutición Límite Elástico

( Kg / mm 2 )

Tensión de Rotura

( Kg / mm 2 )

Alargamiento

(%)

Ordinaria 24 27 ÷ 37 34

Fuerte 21 27 ÷ 35 38

Extrafuerte 18 27 ÷ 33 40

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También se denominan HSLA (High Strong, Low Alloy), alta resistencia, baja aleación.

Los aceros ALE son una de las soluciones que adoptan los constructores para reducir el peso de los vehículos sin menoscabo de la seguridad.

Tipos de acero: Alto Límite Elástico (ALE)

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ALE: Características.

Menor espesor que las convencionales. Buenas propiedades mecánicas Capacidad de embutición elevada Buena soldabilidad (< 0,2 % C) Resistencia a la fatiga Tratamiento de galvanizado, electrocincado

y cualquier método para su buena resistencia a la corrosión.

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ALE: Clases

Características esencial de estos aceros: optimización simultanea de resistencia – tenacidad.

Clases: Aceros de doble fase Aceros microaleados Aceros refosforados

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ALE: Aceros de doble fase

Estructura Ferritica ( 80-90 %) y Martensítica (10-20%). Pequeñas cantidades de microaleados Mo y V.

Resistencia proporcional a fracción de martensita limitada al 20%.

Se obtienen por tratamiento térmico de temple enérgico y revenido (Recocido intercrítico)

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ALE: Aceros microaleados

Bajos contenidos de carbono calmados al aluminio, con pequeñas cantidades de microaleados Nb, V y Ti.

Bajo contenido de P y S. Características mecánicas por proceso

termomecánico de laminado en caliente, provocando carbonitruros y afino de grano ferrítico.

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ALE: Aceros refosforados

Su endurecimiento se consigue mediante solución sólida, como P y Si. También contiene Mn y Nb en aleación.

El fósforo facilita la embutición y contribuye a evitar la corrosión, pero dificulta al soldadura,

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ALE: Transformación y aplicaciones

Usa las mismas técnicas de transformación que el convencional.

Se usa fundamentalmente en largueros, traviesas, montantes, elementos de apoyo,etc..

Para piezas grandes presentan resistencia al enderezado.

Por variaciones entre fabricantes y vehículos es IMPERATIVO, antes de

reparar, consultar el MANUAL DE TALLER, para un trato adecuado durante la reparación.

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ALE: Comportamiento ante una reparación

Influencia de las diferentes técnicas de reparación:

TECNICA / PROCESO DISMINUCIÓN DE LA RESISTENCIA (%)

Soldadura Oxiacetilénica 37,5

Soldadura TIG 27

Deformación en caliente 22

Deformación en frío 10

Soldadura MIG/MAG 8,5

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ALE: Recomendaciones ante una reparación

Durante las operaciones de batido, los paneles de acero ALE tienden a quedar cóncavos.

Los estirajes pequeños se harán en frío y en pequeños intervalos

En estiraje, necesitar ser estirado más de lo habitual.

Nunca aplicar calor durante las operaciones de estiraje. Pierde propiedades.

Sustituir piezas agrietadas o muy gastadas No usar soplete oxiacetilénico Soldar por puntos o con la MIG/MAG.