Unidad II Maquinado

Procesos Básicos VIII

4ª parte

UNIONES

Tema 21 Soldadura

Tema 21.3 Arco metálico y gas (GMAW)

Tema 21.4 Soldaduras y cordones

Tema 21.5 Soldadura por resistencia (RW)

Tema 21.6 Haz de electrones (EBW)

Tema 21.7 Soldadura por rayo laser (LBW)

Tema 21.8 Soldadura fuerte y blanda

Procesos de unión y equipos

Soldadura

Fusión

Química

Oxígeno y combustible

gaseoso

Termitas

Eléctrica

Por arco

Por resistencia

Por haz de electrones

Por rayo láser

Soldadura fuerte y blanda

De estado sólido

Eléctrica

Por difusión

Por explosión

Química Mecánica

En frío

Por fricción

Ultrasonido

Unión por adhesivos

Sujeción mecánica

Sujeción

Costura

Engargolado

Engrapado

Unión soldada, calidad y prueba

Consideraciones ambientales y de

seguridad

Soldadura por arco metálico y gas-GMAW (gas metallic arc welding)

Llamado anteriormente MIG (Soldadura metálica en gas inerte). Se protege el área

con una eficaz atmósfera inerte de argón, helio, bióxido de carbono o varias

mezclas de gases.

El alambre desnudo consumible se alimenta al arco de soldadura en forma

automática con un motor de accionamiento del mismo. Por lo general es común

que existan desoxidantes en el propio metal del electrodo para evitar la oxidación.

Importante: este proceso genera temperaturas relativamente bajas y

recomendable para láminas y secciones delgadas de menos de 6mm, de

lo contrario puede presentarse una fusión incompleta. Se utiliza para

secciones delgadas de metales ferrosos.

Tipos de cordones

Conceptos de diseño

Lineamientos de diseño

Defectos en la soldadura

Soldadura por resistencia RW (resistance welding)

Son los procesos en los que el calor requerido para la soldadura se

produce por medio de resistencia eléctrica a través de los dos

componentes a unir. Su ventaja principal es que no necesita electrodos

consumibles, gases protectores o fundentes.

La resistencia de la unión depende de la rugosidad de la superficie y la

limpieza de las superficies. Por lo que se deben eliminar las películas de

aceite, pinturas y capas gruesas de óxido, las capas delgadas y

uniformes de este no es tan crítico.

Soldadura por puntos de resistencia RSW (resistance spot welding)

Video 1

Video 2

Maquinas de soldadura RSW

Soldadura de costura por resistencia –RSEW (Resistance SEam Welding)

Es una modificación de la soldadura por puntos en la que los

electrodos se sustituyen por ruedas o rodillos giratorios.

Se pueden formar:

• Costuras continuas

• Puntos por rodillo

• Soldadura por costura por estampado

Se utiliza para la costura longitudinal de latas para productos

domésticos, mofles, tanques para gasolina y otros. Velocidad común

es de 1.5 mm/min,

Soldadura por resistencia de alta frecuencia-HFRW (High Frequency Resistance Welding

Similar a la de costura, solo que utiliza corriente de alta frecuencia (hasta

450 kHz), utilizado para la producción de tubos o tubos soldados a tope. La

corriente se conduce mediante dos contactos deslizantes que calientan las

orillas del tubo y se presionan mediante unos rodillos de compresión una

con otra soldando inmediatamente.

Símbolos de dibujo técnico para la soldadura

Soldadura por haz de electrones- EBW (Electron Beam Welding)

En este tipo, se genera calor mediante un fino haz de

electrones de alta velocidad. Esta energía se

convierte en calor cuando choca con la pieza de

trabajo. Funciona por lo general en vacío aunque

existen variaciones y materiales que no lo requieren.

Casi todos los metales se pueden soldar, puede

hacerlo con laminas delgadas hasta placas de hasta

150 mm. Con una distorsión y contracción mínimas y

una calidad de soldadura buena y de alta pureza. En

general no requieren gas ni metal de aporte.

Este proceso puede efectuar soldaduras de alta

calidad con lados casi paralelos, profundos y

estrechos. En procesos de automatización puede

alcanzar velocidades de hasta 12 m/min.

Se utiliza para componentes de aviones, misiles,

engranes y flechas para la industria automotriz.

Nota: debe existir una vigilancia debido a la emisión

de rayos X con este proceso

Soldadura por laser LBW (Laser Beam Welding)

Utiliza un rayo láser de gran potencia como

fuente de calor para producir una soldadura por

fusión. Se puede concentrar a una area pequeña

con gran densidad de energía y profundidad de

penetración (recomendable para soldaduras

profundas y estrechas).

Se puede programar para generarse por pulsos

(tipo RSW) o continuo (tipo RSEW), este último

es recomendable para soldaduras profundas en

secciones gruesas.

Los materiales que se sueldan por laser son el

aluminio, titanio, metales ferrosos, cobre,

superaleaciones y los metales refractarios. En

procesos automatizados pueden soldar

materiales de hasta 25 mm (una pulgada) a

velocidades de 2.5 m/min hasta 80 m/min. en

metales delgados. El LBW se utiliza en lugares

inaccesibles.

Video 1

Video 2

Soldadura laser LBW Vs Soldadura Haz de electrones EBW

• No se requiere vacío, se puede transmitir por el aire

• Al laser se le puede dar forma, manipular y enfocar ópticamente.

Tiene una fácil automatización.

• El laser no genera Rayos X

• La calidad de la soldadura es mejor en laser que en haz de

electrones. Menor tendencia a la fusión incompleta , salpicaduras y

porosidades, menos distorsión.

Soldadura fuerte

Es un proceso de unión en el que un metal de aporte se coloca entre las superficies de empalme

a unirse. La temperatura se eleva lo suficiente para fundir dicho metal, pero no los componentes.

Los metales fundentes suelen entrar en estado líquido entre los 450 °C.

Metales de aporte:

Aluminio-Silicio: Aluminio y aleaciones

Magnesio-aluminio: Aleaciones de magnesio

Cobre-Fosforo: Cobre y aleaciones

Aleaciones de plata y cobre, cobre-fosforo: Ferrosos y no ferrosos (excepto aluminio y magnesio)

Oro: Aleaciones base hierro, cobalto y níquel

Níquel-plata: Aceros inoxidables, aleaciones base níquel y cobalto

Soldadura blanda

El metal de aporte (llamado aleación para soldadura blanda) se

funde a una temperatura relativamente baja. Entre estos están:

• Estaño-plomo: propósito general

• Estaño-Zinc: Aluminio

• Plomo-Plata: Resistencia a temperaturas superiores al ambiente

• Cadmio-Plata: Resistencia a altas temperaturas

• Zinc-Aluminio: Aluminio, resistencia a la corrosión

• Estaño-Plata: Electrónica

Anexo 1

Tablas de Amperaje

necesario para el

fundente en tipo

SMAW (marca

INFRA)

Relación Infra con

AWG

Infra 724= 7024

Bibliografía

Sharer, Shubeli Ulrich Ingeniería de los materiales México 1991 Editorial Continetal

Neely, John E. Materiales y procesos de manufactura México, Edit. Limusa 1992

ISBN 968-18-4381

Kalpakjian, Serope Manufactura, ingeniería y tecnología. 5ª edición México 2008. Edit.

Pearson

ISBN 970-26-1026-5