fundamentos de soldadura
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FUNDAMENTOS
DE SOLDADURA
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INTRODUCCION
PROCESOS DEMANUFACTURA
OPERACIONESDE ENSAMBLE
OPERACIONES DEPROCESAMIENTO
PROCESO DE FORMADO
PROCESO DE MEJORADE PROPIEDADES
OPERACIONES DEMEJORAMIENTO DE
SUPERFICIES
PROCESOS DE UNIONPERMANENTE
ENSAMBLE MECANICO
FUNDICION Y MOLDEADO
PROCESAMIENTO DE PARTICULAS
PROCESOS DE DEFORMACION
REMOSION DE MATERIALES
TRATAMIENTO TERMICO
LIMPIEZA Y TRATAMIENTO DESUPERFICIES
RECUBRIMIENTOS YPROCEDIMIENTOS DEPOSICION
SOLDADURA AUTOGENA
SOLDADURA FUERTE YSOLDADURA BLANDA
UNION MEDIANTE ADHESIVOS
SUJETADORES ROSCADOS
METODOS DE UNIONPERMANENTE
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DEFINICION
SOLDADURA Proceso de unión de materiales en el cual se
funden las superficies de contacto de dos o maspiezas mediante la aplicación conveniente:
• Calor, sin aplicar presión• Calor y aplicación de presión• Aplicación de presión sin aplicar calor
En algunos casos es necesario agregar un materialde relleno para facilitar la fusion.
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SOLDADURA
VENTAJAS PROPORCIONA UNA UNION PERMANENTE LA UNION SOLDADA PUEDE SER MAS FUERTE QUE LOS
MATERIALES ORIGINALES ES LA FORMA MAS ECONOMICA DE UNIR COMPONENTES LA SOLDADURA NO SE LIMITA AL AMBIENTE DE FABRICA.
DESVENTAJAS LAS OPERACIONES SE RELIZAN DE FORMA MANUAL SON PELIGROSAS PORQUE REQUIEREN LA UTILIZACION
DE MUCHA ENERGIA NO PERMITE UN DESENSAMBLE ADECUADO PUEDEN PRESETNTARSE DEFECTOS DE UNION QUE
PUEDEN PROVICAR LA RESISYENCIA DE LA UNION.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE PROCESOS DE SOLDADURA SOLDADURA POR FUSION
• Los procesos de soldadura por fusión usan calorpara fundir los metales base. En muchasoperaciones de soldadura por fusión, se añade unmetal de aporte a la combinación fundida parafacilitar el proceso de unión y aportar volumen yresistencia a la parte soldada. Una operación desoldadura por fusión en la cual no se añade un
metal de aporte se denomina soldadura autógena.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE PROCESOS DE SOLDADURA SOLDADURA POR FUSION
• Las categorías de soldadura por fusión de usomás amplio son:
– Soldadura con arco eléctrico, SAE (en inglés AW). Lasoldadura con arco eléctrico hace referencia a un grupode procesos de soldadura en los cuales el calentamientode los metales se obtiene mediante un arco eléctrico.Algunas de las operaciones de soldadura con arcoeléctrico también aplican presión durante el proceso, y la
mayoría utiliza un metal de aporte.
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SOLDADURA DE METALES
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METALES
TIPOS DE PROCESOS DE SOLDADURA SOLDADURA POR FUSION
• Las categorías de soldadura por fusión de usomás amplio son:
– Soldadura por resistencia, SR (en inglés RW). La
soldadura por resistencia obtiene la fusión usando elcalor de una resistencia eléctrica para el flujo de unacorriente que pasa entre las superficies de contacto dedos partes sostenidas juntas bajo presión.
– Soldadura con oxígeno y gas combustible. SOGC (eninglés OFW). Estos procesos de unión usan un gas de
oxígeno combustible, tal como una mezcla de oxígeno yacetileno, con el propósito de producir una flama calientepara fundir la base metálica y el metal de aporte en casode que se utilice.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE PROCESOS DE SOLDADURA SOLDADURA POR FUSION
• Las categorías de soldadura por fusión de usomás amplio son:
– Otros procesos de soldadura por fusión. Además delos tipos anteriores hay otros procesos de soldadura queproducen la fusión de los metales unidos. Los ejemplosincluyen la soldadura con haz de electrones y lasoldadura con rayo láser.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE PROCESOS DE SOLDADURA SOLDADURA DE ESTADO SÓLIDO
• Los procesos de soldadura de estado sólido usanpresión o una combinación de calor y presión. Sise usa calor, la temperatura del proceso está pordebajo del punto de fusión de los metales que sevan a soldar. No se utiliza un metal de aporte enestos procesos. Algunos de los procesos másrepresentativos son:
– Soldadura por difusión, SD (en inglés DFW). En lasoldadura por difusión, se colocan juntas dos superficiesbajo presión a una temperatura elevada y se produce lacoalescencia de las partes por medio de fusión deestado sólido.
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SOLDDURA DE METALES
TIPOS DE PROCESOS DE SOLDADURA SOLDADURA DE ESTADO SÓLIDO
– Soldadura por fricción, SF (en inglés FRW). En esteproceso, la coalescencia se obtiene mediante el calor dela fricción entre dos superficies.
– Soldadura ultrasónica, SU (en inglés USW). Lasoldadura ultrasónica se realiza aplicando una presiónmoderada entre las dos partes y un movimientooscilatorio a frecuencias ultrasónicas en una direcciónparalela a las superficies de contacto. La combinación
de las fuerzas normales y vibratorias produce intensastensiones que remueven las películas superficiales yobtienen la unión atómica de las superficies.
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SOLDADURA DE METALES
APLICACIONES: La construcción por ejemplo. Edificios, puentes,
estructuras metálicas, entre otros.; La producción de tuberías con costura, recipientes
para presión, calderas, tanques dealmacenamiento, entre otros.;
La construcción naval; La industria de la aeronáutica y espacial;
Los automóviles y los ferrocarriles.
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SOLDADURA DE METALES
ASPECTOS DE SEGURIDAD La soldadura es por naturaleza peligrosa para las
personas. Quienes ejecutan estas operacionesdeben tomar serias medidas de seguridad. Lasaltas temperaturas de los metales fusionados en
la soldadura son un peligro obvio. En la soldaduracon gas, los combustibles (por ejemplo, elacetileno) corren el riesgo de incendiarse. Granparte de los procesos usan mucha energía paraproducir la fusión de las superficies de las partes
que se van, a unir En muchos procesos desoldadura, la corriente eléctrica es una fuente deenergía térmica, por lo que existe el riesgo deuna descarga eléctrica para el trabajador.
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SOLDADURA DE METALES
ASPECTOS DE SEGURIDADEn la soldadura con arco eléctrico, el trabajadordebe considerar los siguientes aspectos: Máscara de soldar, protege los ojos, la cara, el
cuello y debe estar provista de filtros inactínicos deacuerdo al proceso e intensidades de corrienteempleadas.
Guantes de cuero, tipo mosquetero con costurainterna, para proteger las manos y muñecas.
Coleto o delantal de cuero, para protegerse desalpicaduras y exposición a rayos ultravioletas delarco.
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SOLDADURA DE METALES
ASPECTOS DE SEGURIDADEn la soldadura con arco eléctrico, el trabajadordebe considerar los siguientes aspectos: Polainas y casaca de cuero, cuando es necesario
hacer soldadura en posiciones verticales y sobre
cabeza, deben usarse estos aditamentos, para evitarlas severas quemaduras que puedan ocasionar lassalpicaduras del metal fundido.
Zapatos de seguridad, que cubran los tobillos paraevitar el atrape de salpicaduras.
Gorro, protege el cabello y el cuero cabelludo,especialmente cuando se hace soldadura enposiciones.
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SOLDADURA DE METALES
ASPECTOS DE SEGURIDAD
En la soldadura con arco eléctrico, el trabajador debeconsiderar los siguientes aspectos: Protección de la vista La protección de la vista es un asunto
tan importante que merece consideración aparte. El arcoeléctrico que se utiliza como fuente de calor y cuya temperaturaalcanza sobre los 4 000 °C, desprende radiaciones visibles y novisibles. Dentro de las no visibles, tenemos aquellas de efectomás nocivo como son los rayos ultravioletas e infrarrojos.El tipo de quemadura que el arco produce en los ojos no espermanente, aunque sí es extremadamente dolorosa. Su efectoes como “tener arena caliente en los ojos”. Para evitarla, debeutilizarse un lente protector (vidrio inactínico) que ajuste bien y,delante de éste, para su protección, siempre hay que mantener
una cubierta de vidrio transparente, la que debe ser sustituidainmediatamente en caso de deteriorarse. A fin de asegurar unacompleta protección, el lente protector debe poseer la densidadadecuada al proceso e intensidad de corriente utilizada.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE UNIONES DE SOLDADURAUNION EMPALMADA. En este tipo deunión, las partes se encuentran en elmismo plano y se unen en sus bordes.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE UNIONES DE SOLDADURAUNION DE ESQUINA. Las partes en unaunión de esquina forman un ángulo rectoy se unen en la esquina del ángulo.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE UNIONES DE SOLDADURAUNION SUPERPUESTA. Esta unión consiste
en dos partes que se sobreponen.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE UNIONES DE SOLDADURAUNION DE BORDES. Las partes en unaunión de bordes están paralelas con almenos uno de sus bordes en común y la
unión se hace en el borde común.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE UNIONES DE SOLDADURAUNION EN T. En la unión en T, una partees perpendicular a la otra en una formaparecida a la letra T.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE SOLDADURAS SOLDADURA DE FILETE: Se usa para
rellenar los bordes de las placas creadasmediante uniones de esquinas, sobre puestas
y en T.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE SOLDADURA SOLDADURA CON SURCO: Se requieren
moldear las orillas de las pesas con un surcopara facilitar la penetración de la soldadura.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE SOLDADURA SOLDADURA POR INSERTO Y
RANURADAS: se utilizan para la union deplacas planas.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE SOLDADURA SOLDADURA DE PUNTOS Y COSTURA:
Pequeña sección fundida entre las superficiesde dos laminas o placas.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE SOLDADURA SOLDADURA EN REBORDES: se realiza en
los bordes de dos o mas piezas. Por logeneral laminas metaliza o placas delgadas.
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SOLDADURA DE METALES
TIPOS DE SOLDADURA SOLDADURA EN SUPERFICIE: No se utiliza
para unir piezas, si no para depositar materialde relleno sobre la superficie de una pieza
base e una o mas gotas de soldadura.
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SOLDADURA DE METALES
CARACTERÍSTICAS DE UNA JUNTA SOLDADA
POR FUSIÓN
ZONA DE FUSION
INTERFAZ DE SOLDADURA
ZONA AFECTADA POR EL CALOR
ZONA DE METAL BASE NO AFECTADA
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UNION DE MATERIALES
CLASIFICACION
DURA O FUERTE
BLANDA O SUAVE
ADHESIVAS
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA DURA O FUERTE
PROCESO DE UNION EN QUE SE FUNDE UNMETAL DE RELLENO Y SE DISTRIBUYEMEDIANTE ACCION CAPILAR ENTRE LASSUPERFICIES DE EMPALME DE LAS PIEZAS
METALICAS QUE SE VAN A UNIR. EL MATERIAL DE RELLENO TIENE UNA
TEMPERATURA DE FUSION SUPERIOR A 450 CPERO MENOR AL PUNTO DE FUSION DEL
MATERIAL A SOLDAR
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA DURA O FUERTE
VENTAJAS1. Puede unirse cualquier metal, incluso los que
son distintos.2. Son procedimiento rápidos y consistentes3. Permiten la soldadura simultanea de varias
uniones.4. Permiten la soldadura de piezas con paredes
delgadas.5. Se requiere menos calor y potencia6. Se reduce los problemas en la zona afectada por
el calor7. Es posible soldar areas inaccesibles por el
efecto capilar.
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA DURA O FUERTE
DESVENTAJAS
1. La resistencia de la unión es menor a la
soldadura por fusión .
2. La resistencia de la unión es menor a ladel material base
3. Las altas temperaturas de uso puedeafecta la unión
4. El color de la unión no coinciden con elcolor del material
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UNION DE MATERIALES
PROCESOS DE SOLDADURA DURA SOLDADURA CON SOPLETE: Se aplica un
fundente a las superficies de las piezas y seutiliza un soplete para dirigir una flama a el
lugar de la unión. SOLDADURA EN HORNO: se utiliza un
horno para proporcionar el calor para larealización de la soldadura dura.
SOLDADURA POR INDUCCION: se utilizacalor de un resistencia eléctrica
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UNION DE MATERIALES
PROCESOS DE SOLDADURA DURA
SOLDADURA POR RESISTENCIA: El calor parafundir el metal de relleno se obtiene mediante laresistencia al flujo de corriente eléctrica a través delas piezas.
SOLDADURA POR INMERSION: El calentamiento seconsigue mediante un baño de salmuera o un bañode metal fundido.
SOLDADURA INFRARROJA: El calor esproporcionado por una lámpara infrarroja de alta
intensidad SOLDADURA POR FUSION: Es similar a la
soldadura por fusión normal pero en este caso elmaterial base no se funde.
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA BLANDA O SUAVE
PROCESO DE UNION EN QUE SE FUNDE UNMETAL DE RELLENO Y SE DISTRIBUYEMEDIANTE ACCION CAPILAR ENTRE LASSUPERFICIES DE EMPALME DE LAS PIEZAS
METALICAS QUE SE VAN A UNIR. EL MATERIAL DE RELLENO TIENE UNA
TEMPERATURA DE FUSION QUE NO EXCEDA A450 C.
ESTE PROCESO ES UTILIZADO EN ELENSAMBLE DE PRODUCTOS ELECTRONICOS
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA BLANDA O SUAVE
VENTAJAS1. Menor utilización de energía para el
calentamiento.
2. Existen mas variedad de métodos decalentamiento3. Buena conductividad térmica y eléctrica en la
unión
4. Mejor capacidad de realizar unionesherméticas al aire y líquidos.5. Facilidad de reparar y retrabajar
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA BLANDA O SUAVE
DESVENTAJAS
1. Baja resistencia de la unión2. Posible debilitamiento o fusión de la unión en
servicios con temperaturas elevadas.
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UNION DE MATERIALES
PROCESOS DE SOLDADURA BLANDA
SOLDADURA MANUAL
SOLDADURA DE OLAS
SOLDADURA POR REFLUJO
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS ES UN PROCESO DE UNION EN EL CUAL SE
UTILIZA UN MATERIAL DE RELLENO PARAMANTENER JUNTAS DOS O MAS PIEZAS CONESPACIOS MUY PEQUEÑOS MEDIANTE
ANEXION SUPERFICIAL EL MATERIAL DE RELLENO SE LE CONOCECOMO ADHESIVO, GENERALMENTE ES NOMETALICO, ESPECIFICAMENTE UN POLIMERO
EL ADHESIVO DEBE SER CURADO (REACCIONQUIMICAS) DONDE SE MODIFICAN LASCARACTERISTICAS FISICAS PARA CAMBIARDE ESTADO LIQUIDO A SOLIDO
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS RESISTENCIA DE LA UNION
• UNION QUIMICA. El adhesivo se une a las piezasy forma una unión química primaria después delendurecimiento
• INTERACCION FISICA: ocurren fuerzas de uniónsecundarias entre los átomos de las superficiesopuestas.
• ENTRELAZADO MECANICO: La tenacidad de lasuperficie de las piezas adheridas provoca que eladhesivo endurecido se enrede o atrape en susasperezas superficiales microscopicas.
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS CONDICIONES ADECUADAS
• LAS SUPERFICIES DEL LOS ADHERENTESDEBEN ESTAS LIMPIAS
• EL ADHESIVO DEBE HUMIDIFICARCOMPLETAMENTE LAS SUPEFICICES DEL LOSADHERENTES.
• SUPERFICIES RUGOSAS
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS TIPO DE UNIONES. CARACTERISTICAS
• SE DEBE MAXIMIZAR EL AREA DE CONTACTO• SON MAS FUERTES ANTE LOS ESFUERZOS
DE CORTE Y LA TENSION• SON MAS DEBILES EN ESFUERZOS DEHENDIDURAS O DESPRENDIMIENTOS
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS MATERIALES ADHERENTES
• METALES• CERAMICOS• VIDRIO• PLASTICO• MADERA• HULE• CUERO• TELA• PAPEL• CARTON
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS MATERIALES ADHESIVOS
• NATURALES
• INORGANICOS
• SINTETICOS
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS MATERIALES NATURALES
•GOMAS•ALMIDON
•DEXTRINA•FLUOR DE SOYA•COLAGNEO
Estos adhesivos se limitan a aplicaciones de bajoesfuerzo.
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS MATERIALES INORGANICOS
• SILICATO DE SODIO• OXICLORURO DE MAGNESIO
MATERIALES SINTETICOS• POLIMEROS TERMOPLASTICOS• POLIMEROS TERMOFIJOS
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS PROCEDIMIENTOS DE CURADO
• MEZCLA CON UN CATALIZADOR• CALENTAMIENTO PARA PROVOCAR UNA
REACCION QUIMICA• UTLIZACION DE RADIACION COMO LAS LUZULTRAVIOLETA
• EVAPORACION DEL AGUA
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS PROCEDIMIENTOS DE APLICACIÓN
• APLICACION CON BROCHA• POR FLUJO
• RODILLOS MANUALES• SERIGRAFIA• POR ASPERSION• POR APLICADORES AUTOMATICOS
• RECUBRIMIENTO MEDIANTE RODILLOS
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS VENTAJAS
• ES APLICABLE A UNA AMPLIA VARIEDAD DEMATERIALES
• SE PUEDEN UNIR PIEZAS CON DIFERENTES
TAMAÑOS• LA UNION OCURRE SOBRE TODA EL AREA
COMPLETA DE LA UNION• LOS ADHESIVOS SON FLEXIBLES
• SE CURA A BAJA TEMPERATURA• ES POSIBLE OBTENER UN SELLADOCOMPLETO
• EL DISEÑO DE UNIONES SON SIMPLES
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UNION DE MATERIALES
SOLDADURA CON ADHESIVOS DESVENTAJAS
• LAS UNIONES NO SON TAN FUERTES• LOS ADHESIVOS DEBE SER COMO LOS
MATERIALES• LAS TEMPERATURAS DE USO SON LIMITADAS• LAS SUPERFICIES DEBEN ESTAS LIMPIAS• LOS TIEMPOS DE CURADO PUEDEN AFECTAR
LA VELOCIDAD DE PRODUCCION• ES DIFICIL REALIZAR INSPECCIONES.