instituto politÉcnico nacional · al instituto politécnico nacional por darme el privilegio de...

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA

E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

Validación de Horno de Brazing de atmósfera controlada Hidrógeno-

Nitrógeno de acuerdo a requerimientos AIAG CQI-9

TESIS

PARA OBTENER EL TÍTULO DE:

INGENIERO EN METALURGIA Y MATERIALES

PRESENTA:

Rubén Alfonso Núñez Román

DIRECTOR:

Dr. Aurelio Hernández Ramírez

Ciudad de México Diciembre 2019.

Instituto Polit6<:nico Nacional

·La TQ>cnicc1 al Sotvicio do la Patria''

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias

Extractivas

Departamento de Evaluación y Seguimiento

Académico

Asunto

Autorización de tema

Folio

T-DEySA-12'0-18

Lugar

Ciudad de México

Fecha 07 de enero de 2019.

SEP <.(. •

º

" • . ;_;( i' •,1,,1_:.

Pasante RUBÉN ALFONSO NÚÑEZ ROMÁN

Boleta 2009320454

Programa Académico I.M.M.

Mediante el presente se hace de su conocimiento que la

Subdirección Académica a través de este Departamento autoriza al. Dr. Aurelio Hernández Ramírez sea asesor en el tema que propone

usted desarrollar como prueba escrita en la opción Tesis

Individual, con el título y contenido siguiente:

"Validación de Horno de Brazing de atmosfera controlada Hidrógeno-Nitrógeno de acuerdo a requerimientos AIAG CQI-9"

Resumen Introducción

I: Generalidades.

II: Requerimientos de validación de horno. III: Validación del producto.

IV: Resultado de pruebas. Conclusiones Referencias

De acuerdo al artículo 28 del Reglamento de Titu.lación Profesional de.1 InsUl:ul:oPolitécnico Nacional, ____ f'! .l.. .. .tr.abajo dej;J. á ser concluido en un término no mayor de un año, a partir de __ Jista fecha.

/ I ( __ / � -..�-· . ________ .(:· . _:,_.,

.,,.

Ing. José �ederico Chávez Alcalá Presidenta de la academia de

Siderurgia y Fundición

c.c.p.- Depto. de Evaluación y Seguimiento Académico. c.c.p.- Depto. de Gestión Escolar CRG/mlcp

{)v-l/J Dr. Aurelio Hernánd�z Ra�írez

Director

�-·-··[ �=�: ¡/!

� M. en C. Isaura García Maldonado

Subdirectora Académica

i·1��1t.r·c',··. Cn! /;1c.:-�t-:·n, n. /¡l:: ... 1ic1i"ii C1J\\,1..,, 11\ '.":\�1c! 1

EDUCACION SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Subdirección Académica Departamento de Evaluación y Seguimiento Académico

T-DEySA-120-18

Asunto Autorización de Impresión

CDMX, a 22 de noviembre de 2019

Pasante RUBÉN ALFONSO NÚÑEZ ROMAN PRESENTE

Boleta 2009320454

"2019, Año del Caudillo del Sur, Emiliano Zapala" 60 años de la Unidad Profesional Adolfo López Mataos

70 Aniversario del CECyT No. 3 "Eslanislao Ramlrez Ruiz" 60 años de XEIPN Canal Once, orgullosamente politécnico

60 Aniversario del CECyT No. 4 "Lázaro Cárdenas"

Programa Académico I.M.M.

Los suscritos tenemos el agrado de informar a usted, que habiendo procedido a revisar el borrador de la modalidad de titulación correspondiente denominado:

"Validación de Horno de Brazing de atmosfera controlada Hidrógeno-Nitrógeno de acuerdo a requerimientos AIAG CQI-9"

encontramos que el citado trabajo escrito de Tesis Individual, reúne los requisitos para autorizar el examen profesional y proceder a su impresión según el caso, debiendo tomar en consideración las indicaciones y correcciones que al respecto se le hicieron.

eles Hernández

Atentamente

JURADO

.,. ..... �·---····· .,.,,,,.·

Ing. José Federico Chávez Alcalá Vocal 1

�

Serrano

Dr. Ale-{��dro Cruz Ramírez Dr. Aurelio Hernández Ramírez Vocal 2

c.c.p.- Depto. de Evaluación y Seguimiento Académico. c.c.p.- Depto. de Gestión Escolar CRG/mlcp

Edificio 7, 1er piso, Unidad Profesional "Adolfo López Matees", Col. Zacatenco, Alcaldía Gustavo A Madero, C.P. 07738, Ciudad de México, Conmutador 01 (55) 57296000 ext. 55103 Y 55104 www.esiqie.ipn.mx; www.ipn.mx

Vocal 3

2019 \0:.,;, ,.,'' ,.,, .. ,.,,,,.¡ .. ,, �

EMILIANOZAPATA

EDUCACION SECRETARÍA DE EDUCACIÓN PÚBLICA

Folio T-DEySA-120-18

Asunto Cesión de derechos

CDMX, 22 de noviembre de 2019

Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas

Subdirección Académica Departamento de Evaluación y Seguimiento Académico

"2019, Año del Caudillo del Sur, Emiliano Zapata' 60 años de la Unidad Profesional Adolfo López Mateas

70 Aniversario del CECyT No. 3 "Estanislao Ramlrez Ruiz" 60 años da XEIPN Canal Once, orgullosamente politécnico

60 Aniversario del CECyT No. 4 "Lázaro Cárdenas'

CARTA CESION DE DERECHOS

El/La que suscribe: Rubén Alfonso Núñez Román estudiante del Programa de: Ingeniería en Metalurgia y Materiales con número de Boleta: 2009320454, manifiesta que es autor/aintelectual del presente trabajo escrito, por la opcion: Tesis Individual, bajo ladirección del profesor/a Dr. Aurelio Hernández Ramírez ceden los derechos del trabajo:"Validación de Horno de Brazing de atmosfera controlada Hidrógeno-Nitrógeno de acuerdo a· requerimientos AIAG CQI-9" al Instituto Politécnico Nacional para su difusión, con finesacadémicos y de investigación.

Los usuarios de la información no deben reproducir el contenido textual, gráficas o datos del trabajo sin el permiso expreso del autor y/o director del trabajo. Este puede ser obtenido escribiendo a la siguiente dirección de correo electrónico [email protected] Si

el permiso se otorga, el usuario deberá dar el agradecimiento correspondiente y citar la fuente del mismo.

A t e n t a m e n t e

...!...:.��flPP��=:..!..c====--�!!.ffl'.::l'.!.é111 .,,Or. rll-�-t-�I,�. -lf4-a2c:i:� ,[.L,.z., /C¿.:.1r-i/--e-�

Nombre y fuma

Edificio 7, 1er piso, Unidad Profesional "Adolfo López Matees", Col. Zacatenco, Alcaldía Gustavo A Madero, C.P. 07738, Ciudad de México, Conmutador 01 (55) 57296000 ext. 55103 Y 55104 www.esiqie.ipn.mx; www.ipn.mx

Del/la director(a)

2019 EMIUAN02Al'ATA

I

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a mis padres y hermanos por brindarme toda su confianza y apoyo a lo

largo de mi vida, la cual fue parte fundamental de mi desarrollo personal, estudiantil,

profesional y espiritual. Gracias a toda su dedicación y esfuerzo hacia mí, presento

el siguiente trabajo.

A mis profesores y personal docente que gracias a su esfuerzo, dedicación,

integridad y valores fueron un ejemplo para mí. Me enseñaron a ser una persona

responsable, honesta y comprometida en mi vida personal y profesional, siempre

respetando a mis semejantes.

A mi escuela, la Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas por

ser mi segunda casa durante mis años como estudiante universitario. Sus

instalaciones, actividades, talleres y con apoyo del personal administrativo y de

servicio que ayudaron a que mi estancia durante mi paso en esta misma haya sido

una experiencia maravillosa que marcaron recuerdos inolvidables en mi vida.

A mi director de tesis el Dr. Aurelio Hernández, por enseñarme el sentido de

responsabilidad, dedicación, respeto y compromiso hacia sus alumnos.

Fomentando el crecimiento y la formación de nuestro futuro México que tanto

demanda la incorporación de ingenieros íntegros, que aporten nuevo conocimiento

para fortalecer el crecimiento y el desarrollo de nuestro país.

A mis profesores sinodales por su tiempo y dedicación asignada a cada alumno,

para realizar este importante proceso para cada estudiante que egresamos de

nuestra querida E.S.I.Q.I.E.

Al Instituto Politécnico Nacional por darme el privilegio de ser parte de su identidad,

la cual, con orgullo los colores guinda y blanco me identificaran por el resto de mi

vida. Agradezco por su prestigiosa reputación ante todas las instituciones

educativas de nuestro país. Por entregarme los conocimientos necesarios para

poner en alto el nombre de nuestro país ante los estrictos requerimientos

internacionales.

A mi país, por darme las oportunidades de asistir a una escuela pública y recibir

educación. Porque a pesar de ser una persona de bajos recursos me permitió

concluir cada uno de los niveles educativos hasta llegar a mi educación profesional,

la cual fue de suma importancia para ser un buen ciudadano.

II

ÍNDICE GENERAL

RESUMEN ..................................................................................................... 1

INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 2

OBJETIVO...................................................................................................... 3

Capítulo I. GENERALIDADES ........................................................................ 4

1.1 Actividades de la compañía ...................................................................... 4

1.2 Historia de ConTitech ............................................................................... 5

1.3 Presencia de ConTitech en el mundo ...................................................... 6

1.4 Proceso BRAZING ................................................................................... 7

1.4.1 Principio de la soldadura brazing .......................................................... 7

1.4.2 Procesos de soldadura brazing ............................................................. 7

1.4.3 Soldadura brazing por horno ................................................................. 8

1.4.3.1. Clasificación de hornos para brazing................................................. 9

1.4.3.2. Hornos continuos, con aire o atmósfera controlada .......................... 9

1.4.3.3 Hornos de atmósfera controlada ........................................................ 9

1.4.4 Principales ventajas de la soldadura brazing ...................................... 11

1.4.5 Principales limitaciones de la soldadura brazing1 ............................... 11

1.4.6. Materiales que pueden ser soldados por el proceso de soldadura ........

brazing en horno .......................................................................................... 11

1.4.7. Propiedades de los metales de aporte ............................................... 12

1.5 Horno de BRAZING MAHLER No. 1 ...................................................... 14

1.6 Introducción a CQI-9 .............................................................................. 17

Capitulo II. REQUERIMIENTOS DE VALIDACIÓN DEL SISTEMA ............. 18

2.1 Requerimientos de específicos de CQI-9 ............................................... 18

2.2 Reporte de prueba de exactitud a termopares de horno MAHLER No.1.25

2.3 Reporte de estudio de uniformidad de temperatura ............................... 28

III

Capitulo III. VALIDACIÓN DEL PRODUCTO ............................................... 39 3.1 Requerimientos de validación de producto............................................. 39

3.1.1 Prueba de fuga – aire bajo el agua ..................................................... 40

3.1.2 Prueba de fuga de aire equivalente ..................................................... 40

3.1.3 Prueba de tracción a soldaduras ......................................................... 40

3.1.4 Fuerza de montaje (solo para sello radial) .......................................... 41

3.1.5 Prueba de limpieza .............................................................................. 41

3.1.6 Prueba de vibración ............................................................................ 41

3.1.7 Prueba de desplazamiento .................................................................. 42

3.1.8 Ford Compatible test CSR ................................................................... 43

3.1.9 Análisis de capilaridad y microestructura ............................................ 43

Capitulo IV. RESULTADO DE PRUEBAS .................................................... 44 4.1. Resultado de prueba a componente JX6G-6K677-BA .......................... 44

4.1.1 Resultado de prueba de fuga – aire bajo el agua ................................ 45

4.1.1.1 Reporte de prueba de fuga – aire bajo el agua ................................ 44

4.1.2 Resultado de Prueba de fuga de aire equivalente ............................... 45

4.1.2.1. Reporte de Prueba de fuga de aire equivalente .............................. 45

4.1.3 Resultado de prueba de tracción a soldaduras ................................... 46

4.1.3.1. Reporte de prueba de tracción a soldaduras ................................... 46

4.1.4 Resultado de fuerza de montaje (solo para sello radial)...................... 49

4.1.4.1. Reporte de fuerza de montaje (solo para sello radial) ..................... 49

4.1.5 Resultado de prueba de limpieza ........................................................ 50

4.1.5.1. Reporte de prueba de limpieza ....................................................... 50

4.1.5.2 Estudios adicionales ......................................................................... 53

4.1.5.3 Resultados de análisis de habilidad de pruebas de limpieza ........... 54

4.1.5.4 Análisis de habilidad de pruebas de limpieza partículas metálicas .. 55

4.1.5.5 Análisis de habilidad de pruebas de limpieza partículas no

metálicas ...................................................................................................... 56

4.1.6 Resultado de prueba de vibración ....................................................... 57

4.1.6 Reporte de prueba de vibración .......................................................... 57

IV

4.1.7 Resultado de prueba de desplazamiento ............................................ 58

4.1.7 Reporte de prueba de desplazamiento ............................................... 58

4.1.8 Resultado de Ford Compatible Test CSR ........................................... 60

4.1.8 Reporte de Ford Compatible Test CSR ............................................... 61

4.1.9 Resultado de análisis de capilaridad y microestructura ....................... 62

4.1.9 Reporte de análisis de capilaridad y microestructura .......................... 64

CONCLUSIONES ......................................................................................... 75 REFERENCIAS ............................................................................................ 76 APÉNDICES ................................................................................................. 79

V

ÍNDICE DE FIGURAS

1. Presencia de plantas de ContiTech en el mundo ................................................ 6

2. Horno de Brazing MAHLER No 1. con atmósfera controlada Hidrógeno-Nitrógeno

en proceso de validación. ...................................................................................... 14

3. Dibujo de número de parte JX6G-6K677-BA. .................................................... 15

4. Sección soldada lado tubo-conector No. De parte JA6G-6K67-BA. .................. 16

5. Compañías americanas fundadoras de la Automotive Industry Action Group... 17

6. Temperatura monitoreada por los sensores térmicos del horno MAHLER No. 1

.............................................................................................................................. 19

7. Perfil de temperatura realizado por parte del fabricante de horno a la temperatura

de trabajo (1120°C). .............................................................................................. 20

8. Software GAGEpack utilizado para la administración de calibraciones de

instrumentos de medición...................................................................................... 21

9. Certificado de origen de termopares utilizados en el horno

continuo MAHLER No. 1. ...................................................................................... 22

10. Registro de calibración de termopares de horno continuo MAHLER No. 1 en

software GAGEpack. ............................................................................................. 23

11. Proceso de prueba de exactitud a termopares (System accuracy Test). ........ 24

12. Termopares colocados en extremos y parte central de banda de horno ........ 27

13. Equipo de registro de datos marca Super Systems modelo 13534 ID:

SOC160078 utilizado para realizar la recolección de datos de los termopares

presentes dentro de la cámara de calentamiento. ................................................. 27

14. Pantalla de control de alarmas en horno continuo MAHLER No. 1. ................ 35

VI

15. Control de gases de horno MAHLER No. 1. .................................................... 36

16. Control de velocidad de banda continua de horno MAHLER No. 1. ................ 36

17. Instrucciones de trabajo de carga en el horno continuo MAHLER No. 1. ........ 37

18. Análisis de capacidad de partículas metálicas contaminantes presentes en el

interior de las muestras procesadas en el horno MAHLER No. 1. ........................ 56

19. Análisis de capacidad de partículas no metálicas contaminantes presentes en el

interior de las muestras procesadas en el horno MAHLER No. 1. ........................ 57

VII

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Combinaciones metal base- metal. ......................................................... 13

Tabla 2. Registro de datos obtenidos por el equipo. ............................................. 34

Tabla 3. Requerimientos de validación de producto solicitados por parte del cliente

Ford Motor Company. ........................................................................................... 39

Tabla 4. Tabla de resultados de tamaño de partículas. ......................................... 54

VIII

APÉNDICES

A. TABLA DE PROCESOS A, REQUERIMIENTOS DE SISTEMA

TÉRMICO DE ACUERDO A LINEAMIENTO DE AIAG CQI-9-9. .......................... 80

A1. Tabla de Procesos A, requerimientos de sistema térmico de acuerdo

a lineamientos de AIAG CQI-9. ............................................................................. 85

1

RESUMEN

En este trabajo se presenta el proceso de evaluación, acreditación y desarrollo de

pruebas para el uso de sistemas térmicos bajo los parámetros establecidos por la

AIAG “Automotive Industry Action Group” en la evaluación CQI-9 requeridos por el

cliente Ford Motor Company. Se realizó el proceso de validación de un horno de

banda continua marca MAHLER GmbH Ofen, de fabricación alemana presente en

la compañía Contitech Fluid Mexicana y Servicios, S.A. de C.V.

Este sistema será utilizado para la obtención de componentes soldados por el

proceso brazing, bajo los requerimientos específicos solicitados por este mismo

cliente.

La acreditación del sistema térmico presente en la compañía Contitech Fluid

Mexicana y Servicios, S.A. de C.V. para suministrar componentes al cliente Ford

Motor Company, es por medio de la aprobación del documento PVTR por sus siglas

en inglés (Production Verification Plan and Report) prueba de validación de

producto, aprobado por la autoridad competente designado para esta actividad.

Como primer requerimiento se muestran las pruebas realizadas para validar el buen

funcionamiento del sistema térmico, antes de ser utilizado para procesar

componentes. Dichos requerimientos son solicitados en la evaluación CQI-9. Esto

con la finalidad de garantizar que el proceso será confiable y que todos los

componentes procesados presentarán las mismas características entre sí mismos.

El siguiente conjunto de pruebas consistió en realizar la evaluación del componente

para su validación, las cuales son enlistadas en el PVTR. Dicho componente es

ensamblado en el sistema de enfriamiento de los turbo compresores de los

automóviles de la marca Ford Motor Company con número de parte interno en la

compañía Contitech Fluid Mexicana y Servicios, S.A. de C.V.: JX6G-6K677-BA.

Dentro de los análisis realizados al sistema térmico, las pruebas de uniformidad de

temperatura de la cámara de calentamiento no presentaron una variación mayor a

+/-15°C en relación al punto fijo programado de 1040°C solicitado en el punto

Las pruebas de exactitud elaboradas a los termopares de control se encontraron

dentro de los porcentajes de error permitidos ante los requerimientos de CQI-9, los

cuales no deben exceder una diferencia de 5°C en relación con el punto fijo de

temperatura programado.

2

INTRODUCCIÓN

Los procesos de soldadura son utilizados en sectores industriales donde las

dimensiones o la geometría de los componentes fabricados son de gran extensión

o de irregulares geometrías las cuales se deben fabricar por etapas o de acuerdo a

diferentes materiales. Dichas uniones deben cumplir las especificaciones en

relación a las propiedades mecánicas solicitadas para su aplicación de diseño [1].

El interés por realizar este proyecto surge de la necesidad de validar un proceso de

fabricación de componentes automotrices donde dichos componentes serán

utilizados en campo, día a día en la vida de personas alrededor de todo el mundo.

La soldadura fuerte también conocida en la terminología inglesa como brazing, es un proceso de unión térmica en el que el metal de aporte se calienta hasta su fusión fluyendo por capilaridad entre la holgura que existe entre los materiales a soldar y uniendo sus superficies por atracción atómica y mediante difusión.

El material de aporte tiene un punto de fusión por encima de los 450ºC, pero siempre por debajo del punto de fusión de los componentes que va a unir. En el caso de que el punto de fusión esté por debajo de los 450ºC se conoce como soldadura blanda (soldering).

Las características físicas y químicas del material de aporte son completamente diferentes a las piezas que se va a soldar. Una característica notable de esta técnica es su capacidad para unir materiales disimilares y componentes con masas y tamaños distintos. Es esencialmente una operación de un único proceso, si este se realiza adecuadamente. No requiere de rectificado o de acabados mecánicos después de que la unión se ha completado.

El proceso de soldadura fuerte es uno de los procesos de unión más versátil utilizados hoy en día. Dentro de las principales ventajas de la soldadura brazing se puede mencionar que esta misma produce uniones resistentes. La resistencia de la unión no tiene nada que ver con las características del material de aporte. Dependiendo del material base, la unión de un brazing realizado adecuadamente proporciona una resistencia mucho mayor que el material de aporte. Produce uniones dúctiles capaces de soportar considerables choques y vibraciones. Las uniones tienen una excelente distribución de esfuerzos, siendo el relleno de soldadura entre los componentes a unir sea ideal para resistir fatiga. Las uniones soldadas presentan una buena apariencia con bordes lisos y limpios.

Las aplicaciones de brazing van desde juguetes, hasta motores de avión y vehículos

espaciales. Se utiliza este proceso donde no se pueden utilizar otros procesos de

unión, Garantizando así la soldabilidad de los ensambles, haciéndolos

intrínsicamente más confiables y minimizando la presencia de discontinuidades que

produzcan fugas en los componentes, reflejando un ahorro de costos.

3

OBJETIVO

General

• Realizar la validación del horno continuo de brazing de origen alemán

fabricado por la compañía MAHLER GmbH Ofen, que funciona a través de

una atmósfera controlada hidrógeno-nitrógeno, apegándose a cumplir los

requerimientos solicitados por la AIAG por sus siglas en inglés Automotive

Industry Action Group (Grupo de Acción de la Industria Automotriz). Dicha

validación consistirá en obtener la aprobación del cliente Ford Motor

Company para procesar en este sistema térmico y suministrar componentes

que serán utilizados en automóviles de la misma compañía.

Particular

• Evaluar el componente número de parte JX6G-6K677-BA de acuerdo a las

pruebas de funcionalidad solicitadas por el cliente Ford Motor Company en

el PVPR por sus siglas en Ingles Product Validation Plan and Report

(Pruebas de validación del producto). Las cuales consisten en evaluar las

características críticas en donde estará expuesto el componente durante su

tiempo de vida útil.

4

Capítulo I

GENERALIDADES

1.1 ACTIVIDAD DE LA COMPAÑIA

Contitech Fluid Mexicana Servicios S.A. de C.V. es una empresa de origen Alemán

dedicada a la fabricación de componentes suministrados al sector automotriz. Estos

componentes son utilizados en el sistema de refrigeración del ambiente interior para

los pasajeros de automóviles, sistema de tren motriz, así como también el sistema

de refrigeración de los turbo compresores. Dichos componentes son suministrados

a diversas compañías armadoras de autos, de las cuales destacan Ford Motor

Company, Daimler AG Automotive Corporation, BMW Automobile Company,

Volkswagen AG Group, Audi AG, Nissan Motor Company [2].

Dentro de la compañía se fabrican componentes de diferentes materiales y diversas

aleaciones metálicas las cuales son definidas de acuerdo a la aplicación,

requerimientos y características solicitados por cada cliente.

Como ejemplos, se puede mencionar las líneas de aluminio utilizadas en el sistema

de aire acondicionado que transportan el gas refrigerante utilizado para mantener

una temperatura específica en el interior de los autos. También las tuberías de acero

inoxidable fabricadas para el transporte de agua y aceite que son utilizadas en el

sistema de refrigeración y lubricación de los turbos compresores existentes en los

automóviles.

En el presente trabajo se realizará el análisis a un componente utilizado para el

transporte de aceite en el sistema de lubricación de los turbo compresores de los

automóviles fabricados por el cliente Ford Motor Company No. De parte JX6G-

6K677-BA.

5

1.2 HISTORIA DE CONTITECH

Continental Aktiengesellschaft se fundó en 1871 en Hannover, Alemania. En este lugar se fabricó la primera cubierta neumática para bicicleta. Estos mismos científicos inventaron el primer neumático para automóviles. Comenzando por estas innovaciones, Continental se convirtió en un fabricante de neumáticos

Además de los neumáticos, también contribuyeron a los avances de la compañía otros productos técnicos: el primer dirigible alemán en julio de 1900. Se trataba de un complejo material engomado de Continental que separaba las células de gas. Nuevos amortiguadores fabricados con caucho-metal, que absorben los golpes, convirtiendo la conducción segura y cómoda [2].

Las mantillas compresibles de impresión de offset se mantuvieron durante décadas en el mercado internacional. Las correas de transmisión han mantenido con seguridad las fuerzas en motores incluso de gran potencia.

Los sistemas de suspensión neumática permiten conducir con más suavidad tanto en los vehículos comerciales como en los ferrocarriles, mientras que el combustible y los líquidos de servicio de vehículos y máquinas fluyen a través de conjuntos flexibles de Continental. Asimismo, Continental también opera en el sector minero: las bandas transportadoras de cables de acero revolucionan el transporte de material en minería.

En 1991 surgió la fundación de un grupo específico con el nuevo nombre genérico de ContiTech.

En el 2004 ContiTech AG se convirtió en el mayor fabricante del mundo del sector del caucho.

En el 2008, el coche del futuro funcionaba con soluciones tecnológicas de fluidos, de suspensión, de interiores y de transmisión de ContiTech que garantizaban una movilidad sostenible.

El 30 de enero de 2015, Continental cerró la adquisición de Veyance Technologies Inc., empresa de Fairlawn (EE. UU) especializada en caucho. Gracias a esta adquisición, la más importante en la historia reciente de la empresa, el proveedor internacional de la industria del automóvil, fabricante de neumáticos y socio industrial ha reforzado su negocio industrial a escala mundial.

En 1991 Fluid Technology monta sistemas de conjuntos flexibles en Tlalnepantla,

Estado de México, para varios clientes de equipamiento original [2].

6

1.3 PRESENCIA DE CONTITECH EN EL MUNDO

Continental AG división fluidos, también denomina división ContiTech. Cuenta con

plantas productivas en diversos países de 3 continentes diferentes. América,

Europa y Asia. En la figura 1 se muestra la presencia de plantas de ContiTech en el

mundo.

Dichas plantas productivas están enfocadas directamente a la demanda solicitada

por el sector automovilístico [2].

Figura 1. Presencia de plantas de ContiTech en el mundo [2].

7

1.4 PROCESO BRAZING

Una soldadura brazing es un material el cual une materiales calentándolos en presencia de un metal de aporte que tiene una temperatura de liquidus por encima de 450°C pero por debajo de la temperatura de solidus del metal base [3].

1.4.1 PRINCIPIO DE LA SOLDADURA BRAZING

Se calienta el área de la unión hasta que el fundente se derrite y limpia los metales base quedando protegidos contra la oxidación. El metal de aporte se funde en algún punto de la superficie de la unión, la capilaridad existente entre el metal base y el metal de aporte es debido al espacio estrecho entre las paredes de los componentes y la atracción es mayor entre el metales base, la afinidad entre el material de aporte y el metal base es mayor que la generadas entre el fundente y el metal base, por lo que el metal de aporte fundido desplaza al fundente en la zona de la unión.

Al enfriarse la unión quedará llena de metal de aporte sólido y el fundente se encontrará en la periferia de la unión. En ocasiones la soldadura brazing se realiza mediante un gas activo como el hidrógeno, un gas inerte o en vacío. El flujo capilar es el principio básico en donde el metal de aporte fundido moja ambas superficies del ensamble. La unión deberá espaciarse de modo que permita una acción capilar eficiente.

La capilaridad es el resultado de la tensión superficial entre el metal base y el metal de aporte que es promovido por el ángulo de contacto entre ambos. En el flujo del metal de aporte influyen consideraciones dinámicas como la viscosidad, la presión de vapor, la gravedad y las reacciones metalúrgicas entre el metal base y la soldadura. En la aplicación de soldadura brazing en las superficies que se van a unir se limpian para eliminar contaminantes y óxidos, luego se cubren con fundente que es capaz de disolver los óxidos metálicos sólidos y evitar una nueva oxidación [3,4].

1.4.2 PROCESOS DE SOLDADURA BRAZING

Existen distintos procesos los cuales se puede realizar soldadura brazing en donde la principal diferencia es el medio de calentamiento el cual es seleccionado de acuerdo con los requerimientos y necesidades que representen los ensambles como son:

• Soldadura brazing manual con antorcha.

• Soldadura brazing en horno.

• Soldadura brazing por inducción.

• Soldadura brazing por inmersión.

• Soldadura brazing por infrarrojo (cuarzo).

• Soldadura brazing exotérmica.

8

• Soldadura brazing por resistencia [5]

1.4.3 SOLDADURA BRAZING POR HORNO

En el presente trabajo se enfocará específicamente del proceso brazing en horno

ya que es el proceso industrial utilizado. Para poder aplicar la soldadura brazing en

horno es necesario que cumpla con los siguientes puntos:

• Las piezas que se van a soldar pueden preensamblarse o sostenerse en la

posición correcta por medio de guías.

• El metal de aporte puede colocarse en contacto con la unión.

• Se van a formar simultáneamente varias uniones por soldadura brazing.

• Se van a unir muchos ensambles similares.

• Hay necesidad de calentar de manera uniforme piezas complejas, a fin de

evitar la distorsión que resultaría de un calentamiento local del área de unión

[6].

Las piezas que se van a soldar en el horno se deben ensamblar con el metal de

aporte y el fundente (si se usa) colocado dentro de la unión o junto a ella. El metal

de aporte previamente colocado puede venir en forma de alambre, papel metálico,

limaduras, cilindros, polvo, pasta o cinta. El ensamble se calienta en el horno hasta

que las piezas alcanzan la temperatura de soldadura brazing y se efectúa la unión.

En la mayor parte de los casos la pasta de fundente es adecuada, pero en algunos

retarda el flujo de la aleación de aporte.

El tiempo de soldadura dependerá hasta cierto punto del espesor de las piezas y de

la masa de las fijaciones que se necesiten para posicionarlas. El tiempo de

soldadura deberá ser el mínimo necesario para que el metal de aporte fluya al

interior de la unión, a fin de evitar una interacción excesiva entre el metal de aporte

y el metal base. Normalmente bastan uno o dos minutos a la temperatura de

soldadura brazing para formar la unión. Un tiempo más largo a la temperatura puede

resultar benéfico en los casos en que es preciso elevar el punto de refusión del

metal de aporte, o en los que la difusión mejora la ductilidad y la resistencia

mecánica de la unión. Es frecuente usar tiempos a la temperatura de soldadura

brazing de 30 a 60 minutos cuando se desea elevar el punto de refusión de la unión

soldada [3,4].

9

1.4.3.1 CLASIFICACIÓN DE HORNOS PARA BRAZING

• En lotes, ya sea con aire o atmósfera controlada.

• Continuos, ya sea con aire o atmósfera controlada.

• De cabina con atmósfera controlada.

• De vacío [5].

1.4.3.2. HORNOS CONTINUOS, CON AIRE O ATMÓSFERA CONTROLADA

La necesidad de proceso de soldadura brazing para ensambles más rápidos fue

posible con el horno de lote (batch) dirigidos para soldaduras en hornos continuos

y semi-continuo. Dentro de los cuales el más común es el de banda transportadora.

Con este sistema, debe pasar a través de tres zonas, en las cual una presión

positiva de la atmósfera controlada de gas es introducido continuamente. Ambos

entrada y salida están equipadas con cortinas de llamas. Ensambles (con metal de

aporte) procesados a través de la primera zona donde las partes son calentadas a

una temperatura uniforme. La siguiente es una "zona caliente", o zona de soldadura

brazing. La zona de enfriamiento bajo atmósfera es usualmente más extensa, con

el fin de proporcionar un trabajo limpio, no oxidado en la salida final. Ensambles con

soldadura brazing son ambos cargados individualmente, ya sea en la banda o en

canastas en la puerta de salida. El éxito depende de la masa de las partes, la

velocidad de la banda transportadora y la temperatura establecida para la soldadura

deseada. Con ello es aconsejable un proceso de pocos ensambles con algunos

ajustes predeterminados y luego hacer los ajustes necesarios para banda de

velocidad y temperatura [4].

1.4.3.3. HORNOS DE ATMÓSFERA CONTROLADA

La abreviación CAB, tiene su significado en ―controlled-atmosphere brazing‖, por

sus siglas en inglés, denotando atmósferas controladas para soldadura brazing que

son de uso común en hornos continuos. Las atmósferas controladas son usadas

durante el proceso de soldadura brazing para prevenir la formación de óxidos u otros

componentes no deseados. En muchos casos, las atmósferas controladas también

se utilizan para reducir los óxidos que permiten que el metal de aporte moje y fluya

en el metal base limpio. Las atmósferas controladas generalmente son empleadas

en soldadura brazing en horno para la producción de uniones de alta calidad de

cualquier manera ellas pueden ser usadas en otros procesos, (ej. inducción,

resistencia, infrarrojo, etc.) siempre y cuando se necesite fundente, provee

suficiente atmósfera reductora al proceso de soldadura brazing en horno.

10

Una atmosfera de nitrógeno, es utilizada en este tipo de hornos con un punto de

rocío de –50°F (–6°C) o por debajo de este y una presión parcial de oxígeno de 50

partes por millón (ppm) es utilizada [3].

Se adiciona una fina capa de un fundente soluble en agua no corrosivo rociándose

en los ensambles, asegurándose que estos sequen antes de que entren en el horno

de soldadura brazing.

A continuación, se proporciona una breve descripción del efecto de estas

atmósferas en los procesos de soldadura brazing en horno [3].

Nitrógeno. El nitrógeno (N2) se utiliza en una atmósfera controlada para desplazar

el aire del horno y actuar como constituyente del gas para los demás constituyentes.

La alta pureza típica de nitrógeno permite el uso de los bajos niveles de gases de

reducción. El nitrógeno es inerte en la mayoría de los metales, pero los altos niveles

de nitrógeno deben utilizarse con precaución cuando se trabaja con metales que

son susceptibles a la nitruración. Estos metales incluyen al cromo, molibdeno, titanio

y zirconio. El nitrógeno no es combustible ni explosivo, es recomendable desde el

punto de vista de seguridad.

Oxígeno. Además de las fuentes ya mencionadas, el oxígeno (O2) puede ser

consecuencia de los gases absorbidos en las superficies de la cámara de

calefacción. La presencia de oxígeno libre en la atmósfera de soldadura es siempre

indeseable. La presión de disociación de Al2O3 incrementa con la temperatura, así

que la solubilidad de oxígeno en aluminio líquido incrementa con la temperatura. Si

este es el caso de las partículas de alúmina se formará en el metal líquido de

soldadura y en el enfriamiento actuarán como núcleos para la formación de poros

por gas.

Hidrógeno. El hidrógeno (H2) es un agente activo para la reducción de los óxidos

de metal a temperaturas elevadas, puede dañar algunos metales base debido a la

fragilización, el hidrógeno reacciona como combustible en el aire de 2 a 75%, por lo

que deben de tenerse ciertas precauciones para asegurar que el horno este purgado

a temperatura ambiente antes de que sea adicionado y llevarlo a temperaturas de

1400°F (760°C) el aire puede ser quemado llevando solamente hidrógeno, debido

a esto se deben extremar precauciones.

11

1.4.4. PRINCIPALES VENTAJAS DE LA SOLDADURA BRAZING

• Es económica para ensambles complejos.

• Es sencilla para ensambles grandes.

• La distribución térmica y de esfuerzos es excelente.

• Conserva los recubrimientos y revestimientos.

• Puede unir metales disímiles.

• Permite unir metales y no metales.

• Puede unir metales muy diferentes.

• Permite unir piezas de precisión.

• Las uniones requieren poco acabado.

• Se pueden unir muchas piezas al mismo tiempo.

1.4.5. PRINCIPALES LIMITACIONES DE LA SOLDADURA BRAZING:

• Posibilidad de interacciones desfavorables del metal líquido con la pieza.

• Erosión del metal base.

• Formación de fases quebradizas intermetálicas que reducen la ductilidad.

• Requiere personal altamente capacitado [5].

1.4.6. MATERIALES QUE PUEDEN SER SOLDADOS POR EL PROCESO DE

SOLDADURA BRAZING EN HORNO

Es necesario considerar el efecto de la soldadura brazing sobre las propiedades

mecánicas del metal de un ensamble soldado y la fortaleza final de la unión. Por su

naturaleza, el ciclo de soldadura brazing casi siempre genera un tratamiento de

recocido en el metal base trabajado en frío, a menos que la temperatura de

soldadura brazing sea mas baja y el metal permanezca muy poco tiempo en esa

temperatura los materiales comprendidos en este proceso, son aleaciones no

ferrosas como son Al, Ni, Ti, Zr, por otra parte también aceros inoxidables, hierros

colados, refractarios, metales preciosos y materiales disímiles.

En la tabla 2.1 se proporcionan las combinaciones de los materiales base y los

materiales de aporte para obtener una buena soldabilidad.

12

1.4.7. PROPIEDADES DE LOS METALES DE APORTE

Los metales de aporte para soldadura brazing deben tener las siguientes

propiedades:

1.- Compatibilidad con el metal base y el diseño de la unión.

2.- Requisitos de servicio del ensamble soldado. La composición elegida debe

satisfacer los requisitos de operación, como temperatura de servicio (alta o

criogénica), ciclaje térmico, vida útil, esfuerzos de carga, condiciones corrosivas,

estabilidad ante radiaciones y operación en vacío.

3.- Temperatura de soldadura brazing requerida. En general se prefieren bajas temperaturas de soldadura brazing a fin de economizar energía calorífica, minimizar los efectos térmicos sobre el metal base (recocido, crecimiento de granos, deformación), minimizar la interacción metal base-metal de aporte y prolongar la vida útil de las fijaciones y otras herramientas. Se usan temperaturas de soldadura brazing altas cuando se desea: utilizar un metal de aporte, con punto de fusión más alto pero que resulta más económico; combinar con la soldadura brazing el recocido, la liberación de tensiones o el tratamiento térmico del metal base; realizar un procesamiento subsecuente a temperatura elevada, promover las interacciones metal base-metal de aporte a fin de elevar la temperatura de refusión de la unión; o promover la eliminación de ciertos óxidos refractarios al vacío o con una atmósfera especial.

4.- Método de calentamiento. Los metales de aporte con intervalos de fusión angostos de menos de 28 °C entre solidus y liquidus pueden usarse con cualquier método de calentamiento, y el metal de aporte de soldadura brazing se puede colocar previamente en el área de la unión en forma de anillos, rondanas, alambre moldeados, calzas, polvo o pasta. Como alternativa, este tipo de aleaciones se pueden alimentar en forma manual o

automática a la unión una vez que se ha calentado el metal base. Los metales de

aporte que tienden a la licuación sólo deben usarse con métodos de calentamiento

que lleven la unión a la temperatura de soldadura brazing con mucha rapidez, o bien

introducirse después de que el metal base haya alcanzado dicha temperatura [7].

13

Ta

bla

No

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[7

].

14

1.5 HORNO DE BRAZING MAHLER No. 1

El horno para proceso Brazing marca MAHLER No. 1, es un horno fabricado en Alemania por la compañía MAHLER GMBH. Este es el primer horno para proceso brazing, de cuatro hornos proyectados que serán utilizados para la fabricación de líneas utilizadas en sistemas de enfriamiento y lubricación de turbocompresores las cuales son de acero inoxidable. Tubos y conectores de la misma aleación son unidos a través de soldadura de cobre.

El horno MAHLER No. 1 como se observa en la Figura 2, opera con una atmósfera controlada de hidrógeno y nitrógeno. Es un horno continuo con una banda transportadora de 60 cm de ancho, la cual procesa un peso aproximado de 15 kilogramos por metro lineal.

La banda gira a una velocidad de 350 milímetros por minuto y el tiempo total aproximado del paso de las piezas por el horno es de 60 minutos, esto debido a que la velocidad de la cadena se ve reducida debido al peso de la carga a través de toda la sección longitudinal del horno [8].

Figura 2. Horno de Brazing MAHLER No 1. con atmósfera controlada hidrógeno-

nitrógeno en proceso de validación [8].

15

El material de aporte para la unión de las tuberías de acero inoxidable y los conectores, es cobre en diferentes presentaciones como pasta y anillo. El horno opera a una temperatura de 1120 °C y su atmósfera es controlada a través de un sistema de transductores electrónicos que se encargan de controlar los gases. Es muy importante mantener la atmósfera controlada para evitar la oxidación de las piezas y evitar afectaciones en las secciones de unión provocada por la atmósfera inerte del sistema MAHLER No. 1. La hermeticidad de la atmósfera es controlada a través de una cortina de fuego presente a la entrada del sistema y una cortina posicionada a la salida de este mismo. Las piezas son colocadas en el horno de brazing, de acuerdo a las especificaciones

indicadas en el plan de control para cada número de parte [8].

Este estudio se enfocará en el procesamiento del número de parte JA6G-6K677-BA

como se indica en la Figura 3, correspondiente al cliente Ford Motor Company,

proyecto Dragon, tubería utilizada en el sistema de alimentación para la lubricación

del turbocompresor. Esta lineal consiste en una tubería de acero inoxidable con una

sección de tubo hidro formado los cuales son unidos a través de material de aporte

de cobre (figura 4).

Figura 3. Dibujo de número de parte JX6G-6K677-BA [8].

16

Figura 4. Secciones soldadas lado tubo conector No. De parte JA6G-6K677

de proceso de brazing [8].

17

1.6 INTRODUCCIÓN A CQI-9

Desde su nacimiento en el 2006, la esencia de la HTSA CQI-9 (Heat Treat System

Assessment) consiste en el desarrollo de un sistema de gestión de tratamiento

térmico con el objetivo de promover la mejora continua y reducir la variación y el

desperdicio en la cadena de valor. Uno de los propósitos de la HTSA es proveer un

acercamiento común para todas las organizaciones involucradas en la industria

automotriz.

La HTSA se identifica con la codificación CQI-9 y forma parte de los documentos de

gestión de calidad automotriz que emite y promueve AIAG (Automotive Industry

Action Group). Junto a las core tools (APQP, PPAP FMEA, Plan de control, SPC,

MSA) se trata de una herramienta documental que define el procedimiento de

evaluación y los requerimientos para un sistema de tratamiento térmico. El comité

técnico de AIAG que diseña y desarrolla la CQI-9 está formado por voluntarios de

la industria automotriz con trayectorias reconocidas en metalurgia y operaciones de

procesamiento térmico.

Adicionalmente, la HTSA es una evaluación que forma parte de los requerimientos

específicos de IATF 16949 para OEM (Original Equipment Manufacturer) como

Ford, GM y Chrysler, (Figura 5) y por lo tanto se deberá mostrar el cumplimiento si

la cadena de valor cuenta con operaciones de tratamiento térmico (la organización

y sus proveedores) [9].

Figura 5. Compañías americanas fundadoras de la Automotive Industry Action

Group [9].

18

Capitulo II

REQUERIMIENTOS DE VALIDACIÓN DE HORNO

2.1 Requerimientos específicos de CQI-9

El requerimiento específico contempla identificar todos los procesos de tratamiento

térmico a los que le aplique CQI-9 de acuerdo al listado del requerimiento. Existen

8 tablas de proceso referenciadas en este punto y son específicas para cada tipo

de tratamiento los cuales se presentan a continuación [9].

• Tabla A. Aleaciones Ferrosas: Carburizado, carbonitrurado, temple y

revenido, austempering, martempering, revenido, precipitación

y envejecido.

En el apéndice A, se presenta la tabla de procesos “A”, aplicable para los hornos

continuos de brazing. Dicha tabla indica los requerimientos evaluados en CQI-9 para

cada sistema térmico utilizado para la fabricación de componentes.

A pesar de que el proceso de soldadura brazing no forma parte de un proceso de

tratamiento térmico, los controles de operación de dicho sistema térmico se apegan

a los controles de parámetros que deben ser monitoreados en los procesos

mencionados por HTSA CQI-9 en la tabla de procesos A. El cual es parte de un

requerimiento específico solicitado por el cliente y que debe de ser respetado

rigurosamente.

A continuación, se presenta el listado de requerimientos solicitados por CQI-9 que

se deben cumplir, así como también la evidencia presentada para cada uno.

19

Requerimiento E1.1 Tabla de Proceso A

• Todos los hornos y sistemas de enfriamiento deben tener instrumentos de

medición de temperatura.

Evidencia Presentada

El sistema cuenta con un control de monitoreo de temperatura como se muestra en

la Figura 8, que consiste de cuatro zonas de calentamientos en las cuales se

encuentra un termopar de control tipo K (cromel, alumel) y un termopar de seguridad

el cual está programado para activar la alarma de seguridad en caso de que el horno

exceda la temperatura máxima programada. Dichos termopares monitorean

continuamente la cámara de calentamiento con el fin de determinar cualquier

variación del proceso continuo, Figura 9 [10].

Figura 6. Temperatura monitoreada por los sensores térmicos del horno MAHLER No. 1 [8].

20


• Se requiere gráficos continuos y bitácoras de datos para las unidades de

seguimiento de temperaturas y carbono, por ejemplo, punto de

condensación, sonda de oxígeno, analizador de gas IR.


El horno MAHLER, cuenta con un sistema de gráficos (Figura 10), que muestran

continuamente de manera gráfica cualquier anomalía durante la etapa de proceso

que está respaldada por el sistema de alarmas programadas en función de los

parámetros de proceso y los parámetros de seguridad del horno [10].

Figura 7. Perfil de temperatura realizado por parte del fabricante de horno a la

temperatura de trabajo (1120°C).

21


• La báscula del horno debe verificarse trimestralmente y calibrarse

anualmente como mínimo.


El control de los instrumentos de medición es administrado y controlado a través del

software GAGE Pack, (Figura 11). En este mismo se realiza el alta de los

instrumentos de medición indicando las características de este mismo (No. de

identificación del instrumento, fecha de calibración, fecha de próxima verificación,

localización del instrumento, disponibilidad del equipo, estudios requeridos para el

tipo de instrumento). Se presenta a continuación el ejemplo de la báscula utilizada

para el proceso Brazing [10].

Figura 8. Software GAGE Pack utilizado para la administración de calibraciones de

instrumentos de medición.

22


• Los termopares y la calibración de los termopares deben cumplir con la

AMS2750D.


Todos los termopares utilizados en los sistemas térmicos cuentan con los

certificados de calibración con la información solicitada por la AMS2750D (Figura

12), dentro de los que destacan: Tipo de termopar, temperatura de evaluación del

componente (Set point), temperatura detectada por el componente, factor de

corrección entre otros [10].

Figura 9. Certificado de origen de termopares utilizados en el horno continuo

MAHLER No. 1.

23


• La calibración de instrumentos con la AMS 2750D debe hacerse

trimestralmente como mínimo.


Toda la instrumentación es registrada y administrada en el sistema GAGEpack para

garantizar que los instrumentos sean revisados y calibrados de acuerdo a los

requerimientos de verificación (Figura 13), [10].

Figura 10. Registro de calibración de termopares de horno continuo MAHLER No.

1 en software GAGE Pack.

24


• CQI-9 requiere una verificación comparativa del sensor de control de

temperatura (CTS) en la zona de trabajo calificada contra un sensor de

prueba de temperatura calibrado (CTTS) o (2) un termopar residente (R-TC).


El estudio de exactitud a los termopares de trabajo (System Accuraccy Test) del

sistema térmico MAHLER No. 1 se realiza una vez cada trimestre para garantizar

que estos se encuentran operando de manera correcta.

La indicación de temperatura del instrumento de control del horno conectado al

sensor de control (SC) es de + / - 5C (o + / - 10F) de la indicación corregida de

temperatura del sensor de la prueba (SP) en un instrumento de prueba. Esta prueba

se realiza de manera trimestral, a una temperatura de funcionamiento típica,

utilizando los procedimientos detallados en el AMS 2750D Sección 3.4.4,

Procedimiento de Prueba de Exactitud del Sistema [10]. En la Figura 14 se muestra

un ejemplo de la conexión de la prueba.

Frecuencia del SAT:

Para equipo operando en o por arriba de 760ºC (1400ºF) deberá ser revisado Trimestralmente.

Par equipo operando por debajo de 760ºC (1400ºF) deberá ser revisado por Cuatrimestralmente.

Figura 11. Proceso de prueba de exactitud a termopares (System accuracy Test) [10].

25

2.2 Reporte de pruebas de exactitud (System accuracy Test) a horno continuo

MAHLER No. 1.

Anexos

26


• La tolerancia en el estudio de uniformidad de temperatura para hornos de endurecimiento debe ser de +/- 14 C.


• Las temperaturas registradas deben controlarse dentro de +/- 9°C del punto de control, como esté evidenciado por el pirómetro de registro continuo.


El estudio de uniformidad de temperatura consiste en realizar una evaluación de la cámara de calentamiento del sistema. Esto con la intención de verificar la temperatura en las distintas zonas del horno, con el fin de garantizar que el proceso térmico sea uniforme para todos y cada uno de los componentes procesados dentro del horno. El estudio se realiza introduciendo al sistema termopares de muestra posicionados de acuerdo al siguiente requerimiento de la AIAG.

La prueba de Uniformidad de Temperatura (TUS) debe de realizarse de acuerdo a

las siguientes situaciones:

Para evaluar los rangos de temperatura de operación múltiple calificada.

Siempre que el horno reciba modificaciones.

Cuando el horno reciba reparaciones

Realizar una evaluación del TUS Inicial cuando el sistema térmico sea instalado.

La prueba de uniformidad de temperatura (TUS) se debe realizar para CQI-9 como

mínimo una vez por año. Los rangos de temperatura mínimos y máximos deben

probarse por AMS 2750D. Excepción: Si el rango de operación de Zona de Trabajo

calificada es igual o menor que 170°C (306 °F), entonces solo se requiere probar

una temperatura. La temperatura debe estar dentro del rango de operación de la

Zona de Trabajo Calificada [5]. En la Figura 15 se muestra como se realiza el

acomodo de los termopares de prueba para la elaboración de TUS en los hornos

continuos de banda, así como también el equipo de registro de datos (Data loger

Super Systems modelo 13534 ID: SOC160078) Figura 16, utilizado en las pruebas.

Parámetros del horno a verificar durante la prueba de uniformidad de temperatura

(TUS):

• Temperatura del horno en la inserción del sensor al sistema.

• Condición de Carga.

• Atmósfera del Horno durante la TUS

27

• Hornadas por Lotes, Baños de Sal, Baños líquidos de Temperatura

controlada, y Hornos de Cama Fluidizada.

• CQI-9 requiere que los datos de los sensores TUS sean registrados

automáticamente.

• Aplicable para hornos continuos y semicontinuos

• Falla de los Sensores de la Inspección de Uniformidad de Temperatura.

• Relocalización de Sensores de Registro Frío o Caliente, para la

Instrumentación Clase A o C.

• Instrumentación de la Inspección de Uniformidad de Temperatura.

• Reporte de la inspección de uniformidad de temperatura.

Figura 12. Termopares colocados en extremos y parte central de banda de

horno (posición definida por CQI-9 para estudio de uniformidad de

temperatura).

Figura 13. Equipo de registro de datos marca Super Systems modelo 13534

ID: SOC160078 utilizado para realizar la recolección de datos de los

termopares presentes dentro de la cámara de calentamiento.

28

2.3 Reporte de Uniformidad de Temperatura (TUS)

29

Reporte de Uniformidad de Temperatura (TUS)

30


31


32


33


34

Tabla 2. Registro de datos obtenidos por el equipo.

35


• Seguimiento al instrumento de control de temperatura primaria.

El horno cuenta con un sistema de alarmas programado para detectar cualquier

variación de los parámetros programados en el horno y que son solicitados por el

plan de control para cada uno de los diferentes números de parte procesados en

planta (Figura 17) [10].

Figura 14. Pantalla de control de alarmas en horno continuo MAHLER No. 1 [3].

Requerimiento E.3.3 Tabla de Proceso A

• Seguimiento a controles primario de atmósfera del horno. Requerimiento E3.4 Tabla de Proceso A

• Verificar el método de control primario de la atmósfera por método de respaldo.

El horno cuenta con transductores de presión, flujómetros y analizador de gases

para realizar el monitoreo de la atmósfera existente dentro de la cámara de

calentamiento. Esta misma se encuentra programada con rangos de operación los

cuales están conectados a un sistema de alarmas que indican cualquier anomalía

durante la operación del sistema (Figura 18) [10].

Monitoreo de Gases

36

Figura 15. Control de gases de horno MAHLER No. 1 [8.]


• Seguimiento al tiempo en el horno, tiempo del ciclo o velocidad de la banda.

Al igual que el monitoreo de temperatura y mezcla de gases, la velocidad de la

banda del sistema se encuentra programada para garantizar que los parámetros

operativos entre cada lote de fabricación de componentes sea el mismo entre cada

uno (Figura 19) [10].

Figura 16. Control de velocidad de banda continua de horno MAHLER No. 1 [8].

37


• Seguimiento al tamaño de la carga o al nivel de carga, según sea aplicable.

Las especificaciones de carga de piezas que serán introducidas al horno de Brazing están especificados en el plan de control y en las instrucciones de trabajo realizadas para cada uno de los diferentes números de parte fabricados. En estas misma se especifica el peso de cada componente, número de piezas de se deben de colocar, modo de colocación de las piezas en la banda continua, tiempo de ciclo dentro del sistema, entre otros (Figura 20) [10].

Figura 17. Instrucciones de trabajo de carga en el horno continuo MAHLER No. 1

[8].

38


• Análisis de Microestructura.

Se debe realizar un análisis de microestructura como mínimo una vez por día de

cada uno de los sistemas térmicos de acuerdo a los requerimientos de AIAG CQI-

9.

Al mismo tiempo, dichas uniones de soldadura se deben de evaluar de acuerdo a

los requerimientos específicos de la norma DIN ISO 18279 (Soldadura fuerte -

Imperfecciones en juntas soldadas). Esta evaluación consiste en verificar que el

historial térmico recibido de los componentes dentro de la cámara de calentamiento

fue realizado de manera exitosa (resultados de análisis de microestructura se

presenta en capítulo 3 Validación de producto punto 3.1.10 Análisis de capilaridad

y microestructura) [10].

39

Capitulo III

VALIDACIÓN DEL PRODUCTO

3.1 Requerimientos de Validación de Producto

Para realizar la evaluación de las siguientes pruebas se evaluó el número de parte

JX6G-6K677-BA para realizar la validación. Esta consiste de una línea de acero

Inoxidable austenítico 316, utilizada para la alimentación de aceite en el sistema de

lubricación de los turbocompresores de autos para el cliente Ford Motor Company.

Estos componentes se fabrican a partir de tuberías y conectores de acero inoxidable

austenítico, que son unidos a través de soldadura de cobre. Para realizar el proceso

de validación de estos componentes se realizan las siguientes pruebas funcionales

de acuerdo con los requerimientos específicos del cliente indicados en el formato

de plan de verificación del producto e informe (PVPR) [11].

Tabla 3. Requerimientos de Validación de Producto solicitados por el cliente

Ford Motor Company [11].

No.

Prueba

Nombre de Prueba

Criterio de aceptación de la

Prueba

Tamaño mínimo de muestra por etapa

Etapa Diseño

Validación

de Producto

Inspección de

Proceso

3.1.1

Prueba de fuga - aire bajo el agua

- Lab. México Sin fugas a 300 kPa

100% N/R N/R

3.1.2

Prueba de fuga de aire

equivalente - Lab. México <3 cc / min a 180 kPa

N/R 100% 100%

3.1.3

Prueba de tracción – soldaduras -

Lab. México > 1000 N

3 3 2 por trimestre

3.1.4

Prueba de fuerza de montaje (solo

para sello radial) - Lab. Alemania ≤ 75 N

3 3 N/R

3.1.5 Prueba de limpieza - Lab. México ES7T4E-6B616-AA 3 3 1 por trimestre

3.1.6

Prueba de vibración - Lab.

Alemania

Sin fugas a 300 kPa, sin

fractura 3 3 N/R

3.1.7

Prueba de desplazamiento - Lab.

Alemania

Sin fugas a 300 kPa, sin

fractura 3 3 N/R

3.1.8

Ford Compatible Test CSR - Lab.

Alemania

> 10% de RSF en todos

los aceites de prueba

Según la

especificación N/R N/R

3.1.9

Análisis de capilaridad y

microestructura - Lab. México

Informe de laboratorio

aprobado por Product

Engineering 6 3 1 por mes

40

3.1.1 Prueba de fuga - Aire bajo el agua - Solo DV

El conjunto del tubo de drenaje de aceite no mostrará signos de fuga cuando se

pruebe a una presión de aire mínima de 300 kPa cuando se mantiene bajo el agua

por un mínimo de 30 segundos [11].

3.1.2 Prueba de fuga de aire equivalente: PV / IP 100%

Caída de presión o flujo de masa: prueba aire seco medio.

Tasa máxima de fuga de <3cc / min @ 180 kPa para Oil Drain Asy

Para el tubo de drenaje de aceite turbo, la prueba se realiza con la junta tórica

montada en el accesorio lateral turbo instalado en un dispositivo que simula el

orificio correspondiente en la carcasa central del turbocompresor. La geometría del

orificio del accesorio debe ser según la impresión del diseño del turbocompresor en

las condiciones mínimas del material. Las dimensiones específicas del motor /

programa se indican en la impresión de diseño del tubo de drenaje.

Criterios de aceptación: la máxima velocidad de fuga declarada no puede excederse

en las condiciones establecidas [11].

3.1.3 Prueba de tracción - Uniones de soldadura fuerte y juntas de crimpado -

DV / PV / IP

Aplique una carga de tensión creciente a una velocidad de 25 mm / min a cada

forma de extremo del tubo, soporte o unión de soldadura con brida, y juntas de

presión,

Criterios de aceptación: la junta debe resistir una carga de tracción mínima de

1000N sin separación. El ensamble del tubo debe pasar la prueba de fugas después

de la prueba de tensión de la unión de soldadura fuerte [11].

41

3.1.4 Prueba de fuerza de montaje - DV

Inserte la forma del extremo con juntas tóricas en un dispositivo que simule el motor

o el orificio del turbocompresor con un diámetro mínimo a una velocidad de 50

mm/minuto. Registre la fuerza máxima requerida para insertar completamente la

forma del extremo en el orificio.

Use lubricante P80 para acondicionar la unión antes de la inserción.

Criterios de aceptación: la fuerza máxima de inserción no debe exceder 75 N [11].

3.1.5 Limpieza - DV / PV / IP

Realizar una prueba de limpieza según el estándar de limpieza global de Ford ES-

7T4E-6B616-AA. Esta prueba consiste en evaluar todas las partículas

contaminantes presente en el interior de la muestra, provenientes del proceso de

fabricación de los componentes.

Criterios de aceptación: el conjunto de tuberías no debe exceder el peso máximo

permitido de contaminantes (5mg) y el tamaño de partículas según lo definido por

ES-7T4E-6B616-AA (partícula metálica más grande permitida no debe exceder 300

micras, partícula no metálica más grande no debe exceder 300 micras). No debe

haber agua libre interna en la muestra y no hay evidencia de corrosión interna o

externa.

Las piezas utilizadas para las pruebas de limpieza pueden enviarse siempre que se

retire el líquido de la prueba de limpieza (lavado) y las piezas no contengan líquido

a base de agua.

NOTA: Las pruebas de limpieza deben permitirse con el filtro en su lugar y el proceso de

lavado debe aplicarse en la dirección del flujo de aceite, para que el filtro funcione [12].

3.1.6 Prueba de vibración - DV / PV

Montar rígidamente el conjunto del tubo con los sujetadores de la intención de

producción ajustados según la especificación de la tabla de ensamblaje del Ford

543 a un accesorio que represente el motor en la posición nominal. El accesorio

colocará el conjunto de tubería en la posición del motor X, Y y Z.

Llene los conjuntos con aceite de motor.

42

Realice un barrido de vibraciones en el rango de frecuencia de 20-500Hz en X, Y y

Z, velocidad de 1 octava / min, amplitud de 30m / s² observando el conjunto de

tubería con una luz estroboscópica para determinar la ubicación con mayor

desplazamiento. Repara el acelerómetro en las áreas que muestran el mayor

desplazamiento o lo más cerca posible de esa ubicación

Repita el barrido de vibración. Mida los picos de autorresonancia de la tubería.

Registre la primera frecuencia resonante y el desplazamiento de la tubería y retire

el acelerómetro.

Realice una prueba de fatiga durante 20 millones de ciclos en el pico de resonancia

más grande por debajo de 250Hz. Mida como desplazamiento / mm, (no aceleración

m / s²). Si hay más de un pico con aproximadamente el mismo desplazamiento,

ejecute la prueba de fatiga en todos los picos. La amplitud en la prueba de fatiga

debe ser acordada con Ford Engineering. La prueba de fatiga debe hacerse con

una tubería en cada momento con una sacudidora con función de "seguimiento y

parada".

Llevar a cabo controles visuales para detectar grietas. Pruebe los ensamblajes al

aire bajo control de fugas de agua. Criterios de aceptación: No hay fractura de la

tubería o soportes de montaje [11].

3.1.7 Prueba de desplazamiento - DV / PV

Para conjuntos de tubos que no incorporan una sección de manguera flexible entre

el bloque y el punto de montaje más cercano en el Turbo cargador.

Montar rígidamente el conjunto del tubo con los sujetadores de producción

ajustados según la especificación del gráfico 543 a un accesorio que represente el

motor en la posición nominal. El accesorio posicionará la orientación del tubo en la

posición del motor (X - lateral, Y - vertical, Z - axial).

Realice 60,000 ciclos a una velocidad de 60 ciclos por minuto con un

desplazamiento de acuerdo con la dirección del vector Δx = 0.31 mm, Δy = 0.49

mm, Δz = -1.71 mm (como se muestra en la Figura 2)

Conducir comprobaciones visuales para detectar grietas.

Criterios de aceptación: El ensamble del tubo y los soportes de montaje no deberán

fracturarse, deben pasar aire bajo prueba de fuga de agua luego de la prueba de

desplazamiento [11].

43

3.1.8 Ford Compatible Test CSR

Plan de pruebas de compatibilidad de Ford para sellos de motor, prueba CSR.

Realice las pruebas de CSR según lo descrito por WSS-M9P12-A1 (Rendimiento

de los sellos elastoméricos en el aceite del motor). Se debe conectar cada

componente e injectar aceite al circuito para evaluar el comportamiento en cada

material del sello. Utilice 3 accesorios de prueba por combinación material / fluido.

Fluidos de prueba Aceites de motor: WSS M2C948 A (5W20) Aceite de referencia: ASTM D471, SF 105 Requisitos de validación: 3000 horas de envejecimiento. Nivel de compresión: 25%. Fuerza de sellado residual (RSF): >10% Temperatura de transición vítrea: -15 ° C máx.

La fuente de fabricación y la actividad de ingeniería del producto responsable del

diseño determinarán conjuntamente qué cambios potenciales en el proceso, los

materiales o las fuentes de material tendrían un impacto significativo en la función,

el rendimiento, la durabilidad o la apariencia del producto. El proveedor describirá

estas condiciones en el Plan de Control, junto con el plan de revalidación que se

seguiría en cada caso, o una disposición para presentar un Plan de Control

enmendado para su aprobación si se planea alguno de esos cambios de proceso.

El plan de control debe incluir una disposición para cualquier cambio en el

procesamiento, todo el programa PV debe completarse con éxito.

No se puede permitir ningún cambio en el procesamiento sin la aprobación previa

de ingeniería de los cambios en el proceso y los cambios del Plan de Control de la

operadora [11].

3.1.9 Análisis de capilaridad y microestructura PV /IP

Corte cada junta de soldadura fuerte (ensamblaje o unión de soporte) en dos

ubicaciones. Preparar espécimen para análisis metalúrgico. Analizar en busca de la

presencia de la unión de la soldadura fuerte y la formación del filete.

Criterios de aceptación: No se permiten vacíos, áreas de unión deficiente o

formación insuficiente de filete de soldadura fuerte [13].

44

Capitulo IV

RESULTADO DE PRUEBAS

4.1 Resultado de pruebas a componente JX6G-6K677-BA

En base a la tabla 1, se presentan los resultados obtenidos de las pruebas del punto

4.1.1 al 4.1.9.

4.1.1 Resultado de Prueba de fuga - Aire bajo el agua

Las piezas no presentaron fuga al realizar la prueba de aire a una presión de tres

bares durante un periodo de 30 segundos a una temperatura ambiente.

4.1.1.1 Reporte de Prueba de fuga - Aire bajo agua

Método de la prueba: Aplicar aire al componente bajo agua. Presión de Prueba: 3 bar. Tiempo de prueba: 30 segundos. Temperatura de prueba: Temperatura ambiente. Resultado Obtenido: No se pudo detectar ninguna prueba de fuga visible en las muestras analizadas.

Nota:

Para las muestras de prueba DV, se realiza una prueba de fuga de "aire bajo el agua" en

contraste con la "prueba de disminución de presión" definida en el ES.

Traducción de Resultados:

45

4.1.2 Resultado de Prueba de fuga de aire equivalente

Las muestras de prueba fueron evaluadas en la planta ContiTech Fluid Mexicana.

La tasa de fuga obtenidas, no superaron el valor especificado de 3cc / min. Esta

prueba se realiza como una prueba en proceso del 100%.

4.1.2.1. Reporte de Prueba de fuga de aire equivalente

Método de la prueba: Prueba de fuga de aire equivalente Presión de Prueba: 180 kPa. Tiempo de prueba: 30 segundos. Temperatura de prueba: Temperatura ambiente. Resultado Obtenido: Todas las muestras de prueba proporcionadas se someten a pruebas de fugas en la planta Contitech Fluid Mexicana. Las tasas de fuga medidas no excedieron el valor especificado de 3cc/min. Esta prueba se realiza como prueba 100% en proceso.


46

4.1.3 Resultado de prueba de tracción a soldadura

La prueba no presentó fuga al realizar la prueba de aire a una presión de tres bar

durante un periodo de 30 segundos a una temperatura ambiente, después de

realizar una prueba de tensión a tres componentes, los cuales se les aplico una

carga de 1000 N a una velocidad de 25 mm/min.

4.1.3.1. Reporte de prueba de tracción a soldadura

48


Carga de tensión (Eje Axial): 1000 Newton. Presión de Prueba: 25 mm/min Número de parte: 3 muestras número de parte JA6G-6K677-AA. Temperatura de prueba: Temperatura ambiente.

La unión de soldadura brazing (El conector a turbo cargador y bloque de motor fueron expuestos a una carga de tensión de 1000 Newton y a una velocidad de prueba de 25 mm/min.

Resultado Obtenido: Muestra #1: Sin fuga detectada. Muestra #2: Sin fuga detectada. Muestra #3: Sin fuga detectada.

No se detectó ninguna fuga de aire visible en la muestra analizada.

49

4.1.4 Resultado de fuerza de montaje

El valor máximo permitido de fuerza de ensamblaje es de 75N con ambas juntas.

Ninguno de los valores obtenidos sobrepaso la especificación máxima requerida.

4.1.4.1. Reporte de fuerza de montaje

El objetivo de fuerza en el ensamble requerida es <75N aplicable para ambas uniones.


Valor objetivo: <75 Newton. Velocidad de Prueba: 50 mm/min Temperatura de prueba: Temperatura ambiente. Numero de muestras: 3 muestras número de parte

JA6G-6K677-AA.

Empaque de conexión a turbo cargador: Muestra #1: 61,8 Newton. Muestra #2: 60,4 Newton. Muestra #3: 67,7 Newton. Empaque de conexión a bloque de motor: Muestra #1: 66,4 Newton. Muestra #2: 69,9 Newton. Muestra #3: 65,6 Newton.

50

4.1.5 Resultado de prueba de limpieza

De acuerdo con la evaluación de contaminación realizada a las muestras

analizadas, ninguna sobrepaso el tamaño de partícula permitida, el cual no debe ser

mayor a 300 micras como se presenta en el siguiente reporte anexo, así como

tampoco el peso máximo permitido, el cual no debe exceder los 5 mg de

contaminación de acuerdo a la norma Ford ES-7T4E-6B616-AA.

4.1.5.1. Reporte de prueba de limpieza

52

Todas las muestras cumplieron los requerimientos de limpieza de 5 mg para el componente. La evaluación de mediciones de limpieza no muestra partículas sólidas mayores a 300 micras

53

4.1.5.2 Estudios adicionales de limpieza

De manera adicional se realizó un estudio de habilidad a 30 piezas en subgrupos

de 5, para determinar rangos, promedios y desviación estándar de los valores

obtenidos de los tamaños de partículas más grandes presentes en el interior de las

muestras No. JX6G-6K677-BA. Esta actividad se realizó con la intención de evaluar

la contaminación de cada pieza de manera independiente y en conjunto durante el

proceso de fabricación actual. Así como también, para verificar que los valores

obtenidos de tamaño de partículas presentes en el interior de las muestras de este

lote cumplen con los requerimientos de limpieza solicitados por el cliente en la

norma Ford ES-7T4E-6B616-AA. A continuación, se presenta el sumario de las

partículas presentes en el interior de las piezas.

Tabla 4. Tabla de resultados de tamaño de partículas.

Muestra

Partícula metálica

más grande obtenida

(micras)

Partícula no metálica

más grande obtenida

(micras)

Tamaño de partícula

metálica y no metálica

permitida (micras)

1 105 84 300

2 104 105 300

3 50 55 300

4 147 180 300

5 81 89 300

6 0 97 300

7 45 122 300

8 28 89 300

9 98 189 300

10 81 114 300

11 71 199 300

12 198 69 300

13 95 72 300

14 92 84 300

15 72 188 300

16 0 108 300

17 6 100 300

18 0 119 300

19 180 112 300

20 59 187 300

21 175 98 300

22 57 106 300

23 48 102 300

24 22 95 300

25 28 125 300

26 71 145 300

27 31 96 300

28 102 108 300

29 0 199 300

30 106 117 300

54

4.1.5.3 Resultados de Análisis de habilidad de Pruebas de Limpieza

Para realizar el análisis de capacidad de los resultados obtenidos de las pruebas de

limpieza, se hizo uso del software MINITAB V.19 diseñado para ejecutar funciones

estadísticas básicas y avanzadas. De acuerdo con los resultados del estudio de

habilidad y la interpretación de los gráficos, se puede deducir que el proceso es

hábil para poder cumplir con la especificación definida por el cliente en la norma

Ford ES-7T4E-6B616-AA. Dichas pruebas se realizaron en función a los parámetros

solicitados en la norma internacional de limpieza DIN ISO 16232 (define presión de

flujo de solución de lavado, método de lavado), debido a que nuestro valor obtenido

de cpK es mayor a 1.33.

De acuerdo con los gráficos de promedios y rangos se puede observar en la Figura

18 correspondiente al análisis de habilidad de pruebas de limpieza para partículas

metálicas y en la Figura 19 análisis de partículas no metalicas que no existen puntos

fuera de control para ninguno de los casos, por lo que se puede asegurar que el

proceso se encuentra dentro de control.

En relación con el histograma de datos, se aprecian dos poblaciones diferentes que

se pueden derivar a muestras tomadas a dos diferentes lotes los cuales fueron

procesados a diferentes condiciones (subgrupos no racionales). Tomando en

consideración esta variable, se concluye de acuerdo con los resultados obtenidos,

que el proceso es válido.

55

4.1.5.4 Análisis de habilidad de Pruebas de Limpieza Partículas metálicas

Figura 18. Análisis de capacidad de partículas metálicas contaminantes presentes

en el interior de las muestras procesadas en el horno MAHLER No. 1.

56

4.1.5.5 Análisis de habilidad de Pruebas de Limpieza Partículas no metálicas

Figura 19. Análisis de capacidad de partículas no metálicas contaminantes

presentes en el interior de las muestras procesadas en el horno MAHLER No. 1.

57

4.1.6 Resultado de pruebas de vibración

Durante la búsqueda de resonancia, no se encontró un pico de auto resonancia en el rango entre 20 - 550Hz. Por lo tanto, no se requirió realizar test de fatiga acc. a la descripción de la prueba. Esta prueba se realiza en el laboratorio de pruebas externo "ID Lindner".

4.1.6.1 Reporte de prueba de vibración

Durante la búsqueda de resonancia no se encontró un pico de auto resonancia en el rango entre 20-550 Hz. Esta prueba es realizada en el laboratorio externo “ID Linder”

La prueba de fatiga de 20 millones de ciclos, tiene que realizarse en el pico de resonancia más grande (desplazamiento mas grande, no aceleración) debajo de 250 Hz. La amplitud para la prueba de fatiga tiene que ser acordado con el área de ingeniería de Ford.

58

4.1.7 Resultado de prueba de desplazamiento

Durante y después de la prueba no se pudieron grietas. ser detectado en las líneas de drenaje de aceite probadas por control visual. La prueba se continuó hasta 120.000 ciclos. Se realizó una prueba de fuga de aire bajo el agua después del final de la prueba

de desplazamiento sin signos visibles de fuga.

Esta prueba se realiza en el laboratorio de pruebas externo "ID Lindner". Más

detalles se pueden encontrar en el

informe de prueba original de ID Lindner no.: "0670-ContiTCH-0811216-PT-FT-02"

que se puede encontrar como archivo adjunto.

4.1.7.1. Reporte de prueba de desplazamiento

Prueba de Desplazamiento 3 muestras de prueba son montadas en el banco de prueba. La prueba es realizada con 3 muestras montadas al mismo tiempo. Dirección: Vector único resultante de las siguientes coordenadas de

desplazamiento: Desplazamiento: 1.8 mm (resultante de coordenadas de desplazamiento). Frecuencia: 1Hz. Temperatura de prueba: Temperatura ambiente. Medio: Ninguno. Objetivo de Ciclos: 60,000 ciclos. Numero de muestras: 3 muestras número de parte JA6G-6K677-AA.

Traducción de parámetros:

59

La prueba fue realizada con los parámetros anteriormente. Durante y después de la prueba no se detectaron grietas en las líneas de drenaje de aceite mediante verificación visual. La prueba fue continuada hasta 120,000 ciclos. La prueba de fuga de aire bajo agua fue realizada después del final de la prueba de desplazamiento sin señales de fuga.

Traducción de resultados:

60

4.1.8 Resultado de Ford Compatible Test CSR

El resultado de pruebas de compatibilidad de Ford para sellos de motor CSR según

lo descrito por la norma WSS-M9P12-A1 (Rendimiento de los sellos elastoméricos

en el aceite del motor) en cada material del sello. Se realizó a 3 accesorios de

prueba por combinación material / fluido. Utilizando 3 tipos diferentes de aceite

(Mobil 0W20, SF105, 5W20). El sello presento una fuerza de sellado residual de

58%, 55% y 66% respectivamente con una temperatura vitrea de -29°C. Por lo cual

cumple con los requerimientos solicitados para ser aceptada.

61

4.1.8.1 Reporte de Ford Compatible Test CSR

-Resultados obtenidos

Compuesto: Parker VG292-75

Mobil 0W20 RSF = 58%

SF105 RSF = 55%

5W20 RSF = 66%

-Criterios de Aceptación

Envejecimiento 300h, 150 ° C

Nivel de compresión: 25%

Fuerza de sellado residual (RSF)>

10%

Temperatura de transición

vítrea: -15 ° C máx.

62

4.1.9 Resultado de análisis de capilaridad y microestructura

El reporte de análisis de capilaridad y microestructura en primera instancia presenta

los datos generales de la prueba. Como segunda instancia muestra la imagen

gráfica de la pieza preparada para ser evaluada en el microscopio óptico

identificando cada una de las zonas por analizar.

En el inciso “b, c, d y e” se presenta la sección completa de contacto entre los dos

componentes que requieren ser unidos. Los cuales presentan una buena difusión

de material de aporte de cobre entre la unión conector - tubo hidro formado y

conector - bracket. Estas uniones no presentaron defectos como penetración

incompleta de soldadura, filete incompleto, discontinuidades o poros en la superficie

(se presenta tabla de resumen de defectos en pagina XX). Se encontró porosidad

equivalente a 100 micras cuadradas, lo cual, no representa un porcentaje mayor al

30% de la sección total, considerando todos los poros presentes en la unión. Dichos

valores de aceptación y rechazo son indicados de acuerdo a la especificación

internacional de defectos de brazing DIN ISO 18279, bajo la cual se rige este estudio

y el cual es un requerimiento especifico del cliente.

Adicionalmente se presentan fotografías de las zonas A1, A2, A3, A4 y B1, B2, B3,

B4 a 50 aumentos, sin realizar ataque químico para visualizar las zonas con exceso

de soldadura.

Posteriormente se realizó la evaluación de la zona A y B a 200 aumentos y a 500

respectivamente con la intención de visualizar claramente las fronteras de grano,

los límites entre el material de aporte y el metal base de los componentes unidos.

De acuerdo a los resultados metalográficos, el material de aporte de cobre entre los

dos componentes muestra fronteras de grano bien definidas, presenta una buena

unión entre el material de aporte y el metal base por lo cual el historial térmico

recibido dentro de la cámara de calentamiento fue adecuado.

63

4.1.9.1. Reporte de análisis de capilaridad y microestructura

Ejemplo de la preparación de la

muestra

Datos Generales de la Muestra

64

Ejemplo del componente Completo

65

Unión de soldadura A1-A4 Tubo - Conector

Unión de soldadura A2-A3 Tubo - Conector

75

Capítulo V

CONCLUSIONES

5.1.1 Conclusiones

El horno de Brazing MAHLER No. 1, presentó un buen desempeño durante las

pruebas realizadas para evaluar su funcionamiento.

Este mismo cumplió con todos los requerimientos solicitados por la AIAG-CQI-9

Rev. 3.

Derivado de las pruebas realizadas a los componentes procesados en el horno, se

obtuvieron datos representativos de la condición de las muestras, las cuales

cumplen con los estándares internacionales y los estándares internos solicitados

por el cliente. Lo que una vez más comprueba el correcto funcionamiento del horno.

De acuerdo a los resultados presentados al laboratorio acreditado en la planta de

ContiTech Fluid en Karben, Alemania y al cliente Ford Motor Company, los análisis

arrojaron resultados favorables. Las piezas mostraron un buen desempeño en las

pruebas. El sistema MAHLER No. 1 Id. 40027133 mostró un buen desempeño en la

operación.

De acuerdo a estos resultados, ambas partes procedieron a firmar la caratula del

PVPR por sus siglas en inglés Production Verification Plan and Report (Plan de

Verificación de Producción e Informe), lo que autoriza a ContiTech Fluid mexicana

y Servicios S.A. de C.V. a proveer componentes del número de parte JX6G-6K677

a sus plantas de ensamble de automóviles durante el tiempo de proyecto de vida

donde son utilizados dichos componentes.

Es importante mencionar que, durante el tiempo de vida de este proyecto, no se

podrá realizar ninguna modificación al proceso validado, reemplazar ningún

componente diferente a los evaluados, realizar cambio de proveedor de

componentes o modificaciones que no sean presentadas en el dibujo con el último

nivel de ingeniería evaluado en el presente estudio [10].

76

Referencias.

[1] Jeffus, Larry. «Welding: principles and applications » fifth edition pp. 881-885 2010.

[2] Contitech official page, looking on November, 2018. https://www.contitech.de/en-

gl/TopNavi/Company/ContiTech-Division/History

[3] Aluminum brazing handbook Fifth Edition 2007. International Standard Book Number,978-0-87171-046-8, American Welding Society, Miami, FL 33126, USA.

[4] Andersson Rolf, Holm Torsten, Wiberg Sören, Åstrom Anders, Brazing of Metals FurnaceAtmospheres No. 4. for Tube Annealing, Linde Gas Special Edition, 2004.

[5] Metals Handbook, Welding, Brazing, and Soldering‘, 8th edn, 6, 675-684; 1971 ASMInternational, Metals Park, USA.

[6] AWS C3.7M/C3.7:2005. An American National Standard. ‗Specification for AluminumBrazing‘ International Standard Book Number: 0-87171-022-6 American Welding Society,Miami, FL 33126, USA.

[7] AWS A5.8/A5.8M:2004; An American National Standard ‗Specification for Filler Metalfor Brazing and Braze Welding‘ International Standard Book Number, 0-8771-772-0American Welding Society, Miami, FL 33126, USA.[8] Plan de control CTFluid-CTFM_TLT R_03 F 1256. Procedimiento interno de Contitech

Fluid Mexicana y Servicios S.A. de C.V. [Consultado: 12 de octubre 2018].

[9] Automotive Industry Action Group, CQI-9. «Special Process Heat Treat System

Assessment» 3rd Edition, pp. 72-70, 2011.

[10] Plexus International. «Evaluación del Sistema de tratamiento térmico (HTSA) Heat

Treat System Assessment Sistema de Entrenamiento CQI-9» pp. 46-51, 2009.

[11] Internal Standard Ford Motor Company Number (ISFMC) ESJG9Q-6K677-AA

Engineering Specification: Turbocharger Oil Drain Pipe Assemblies. 2017 [Consultado: 25

de enero 2019].

[12] International Standard Organization (ISO) 16232-2:2007 Road vehicles — Cleanliness

of components of fluid circuits Part 2 Method of extraction of contaminants by agitation.

Switzerland, 2007 [Consultado: 15 de marzo 2019].

[13] International Standard Organization (ISO) 18279:2003 Brazing — Imperfections in

brazed joints. Switzerland, 2003 [Consultado: 02 de marzo 2019].

https://www.contitech.de/en-gl/TopNavi/Company/ContiTech-Division/History




77

[14] Automotive Industry Action Group (AIAG) Statistical Process Control (SPC) reference

manual. 2017, 2nd Edition pp. 83-89.

[15] International Automotive Task Force (IATF) 16949:2016 Reference manual

International Automotive Task Force. 2016 [Consultado: 20 de Febrero 2019].

78

APÉNDICES

• A. Tabla de procesos A, requerimientos de sistema térmico de acuerdo a

lineamientos de AIAG CQI-9-9.

• B. Formato de prueba de validación de producto (PVTR) aprobado por el

cliente.

79

Apéndice A

TABLA DE PROCESO A - Aleaciones Ferrosas: Carburizado,

carbonitrurado, Temple y revenido, Austempering, Martempering,

Revenido, Precipitación y envejecido.

80

Apéndice A

TABLA DE PROCESO A - Aleaciones Ferrosas: Carburizado, carbonitrurado,

Temple y revenido, Austempering, Martempering, Revenido, Precipitación y

envejecido.

81

Apéndice A



envejecido.

82

Apéndice A



envejecido.

83

Apéndice A



envejecido.

84

Apéndice B

Prueba de Validación de Producto (PVT) aprobado por Cliente

instituto politÉcnico nacional · al instituto politécnico nacional por darme el privilegio de...

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