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Manufactura Automotriz 2014-2 Universidad de Sonora Bracamontes Marco Félix Juan Rangel Álvaro Proceso de Union Permanente

Proceso de Union Permanente TFinal 2014 2

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trabajo final de temas de manufactura uniones permanentes.

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  • Manufactura Automotriz 2014-2 Universidad de Sonora

    Bracamontes Marco Flix Juan Rangel lvaro

    Proceso de Union Permanente

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    INTRODUCCION UNION PERMANENTE

    Sus orgenes se remontan a pocas antiguas. Alrededor del

    ao 1000 a.C., los egipcios y otros pueblos en el rea oriental

    del Mediterrneo aprendieron a obtener la soldadura por

    Forjado la usaron para fabricar armas, herramientas

    y otros implementos. Desde estos comienzos hasta la Edad Media,

    el comercio de soldadura por forjado llev el arte de la

    soldadura por martilleo a un alto nivel de madurez

    En India y Europa se han encontrado objetos de hierro y otros

    metales soldados que datan de esos tiempos.

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    Proceso de Union Permanente

    Los procesos de unin permanente incluyen

    la soldadura homognea, soldadura fuerte, soldadura blanda, y unin mediante

    adhesivos.

    Se dice que son permanentes porque Forman una unin de componentes que no puede

    separarse con facilidad.

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    PROPIEDADES VOLUMTRICAS Y DE FUSIN DE LOS MATERIALES

    Estas propiedades se relacionan con el volumen de los slidos y la manera en que las afecta

    la temperatura. Incluyen la densidad, expansin trmica y punto de fusin

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    PROPIEDADES VOLUMTRICAS Y DE FUSIN

    Densidad En la ingeniera, la densidad de un material es su peso por unidad de volumen. Su smbolo es r, y las unidades comunes son g/cm3 (lb/in3). La densidad de un elemento est determinada por su nmero atmico y otros factores tales como el radio atmico y la manera en la que sus tomos se compactan.

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    Expansion trmica

    La densidad de un material es funcin de la temperatura. La relacin general es que la

    densidad disminuye con el aumento de temperatura. Dicho de otra forma, el volumen por

    unidad de peso se incrementa con la temperatura. Expansin trmica es el nombre que se

    da a este efecto que la temperatura tiene sobre la densidad. Por lo general se expresa como

    coeficiente de expansin trmica, que mide el cambio de longitud por grado de temperatura,

    como mm/mm/C (in/in/F).

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    Caractersticas de fusin

    Punto de fusin, Tm, es la temperatura a la que el material pasa del estado slido al

    lquido. La transformacin inversa, de lquido a slido, ocurre a la misma temperatura y

    se denomina punto de enfriamiento. Para elementos cristalinos, como los metales, las

    temperaturas de fusin y enfriamiento son las mismas. A esa temperatura, con objeto

    de efectuar la transformacin de slido a lquido se requiere cierta cantidad de energa

    calorfica, llamada calor de fusin.

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    SOLDADURA

    La soldadura es un proceso de unin de materiales en el cual se funden las superficies

    de contacto de dos o ms piezas mediante la aplicacin conveniente de calor y/o presin.

    Muchos procesos de soldadura se obtienen solamente por calor, sin aplicar presin; otros

    mediante una combinacin de calor y presin; y otros ms, nicamente por presin, sin

    suministrar calor externo. En algunos procesos de soldadura se agrega un material de

    relleno para facilitar la fusin. El ensamblaje de partes que se unen mediante soldadura se

    denomina ensamblaje soldado. La soldadura se asocia por lo regular con piezas metlicas,

    pero el proceso tambin se usa para unir plsticos. El anlisis de la soldadura en este texto

    se enfocar en la unin de metales

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    IMPORTANCIA COMERCIAL Y TECNOLOGICA

    La soldadura proporciona una unin permanente. Las piezas soldadas se convierten en

    una sola entidad.

    La unin soldada puede ser ms fuerte que los materiales originales, si se usa un metal

    de relleno que tenga propiedades de resistencia superiores a las de los materiales originales

    y si se emplean las tcnicas de soldadura adecuadas.

    Por lo general, la soldadura es la forma ms econmica de unir componentes, en trminos

    del uso de materiales y costos de fabricacin. Los mtodos mecnicos alternativos

    de ensamble requieren alteraciones ms complejas de las formas (por ejemplo, el

    taladrado de orificios) y la adicin de sujetadores (por ejemplo, remaches o tuercas).

    Usualmente, el ensamble mecnico resultante es ms pesado que la soldadura correspondiente.

    La soldadura no se limita al ambiente de fbrica. Puede realizarse en el campo.

    Aunque la soldadura tiene las ventajas indicadas, tambin tiene ciertas limitaciones.

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    DESVENTAJAS

    La mayora de las operaciones de soldadura se realizan en forma manual y son caras en

    trminos de costo de mano de obra. Muchas operaciones de soldadura se consideran

    rutinas especializadas y la mano de obra para realizar estas operaciones puede ser

    escasa.

    La mayora de los procesos de soldadura son inherentemente peligrosos debido a que

    implican el uso de mucha energa.

    Como la soldadura logra una unin permanente entre los componentes, no permite un

    desensamble adecuado. Si se requiere un desensamble ocasional de producto (para reparacin

    o mantenimiento), no debe usarse la soldadura como mtodo de ensamble.

    La unin soldada puede tener ciertos defectos de calidad que son difciles de detectar

    y que pueden reducir la resistencia de la unin.

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    Tipos de procesos de soldadura

    La American Welding Society ha catalogado ms de 50 tipos diferentes de operaciones

    de soldadura que utilizan diversos tipos o combinaciones de energa para proporcionar la

    energa requerida. Los procesos de soldadura pueden dividirse en dos grupos principales:

    1) soldadura por fusin

    Los procesos de soldadura por fusin usan calor para fundir los metales base; en muchas de las

    operaciones se agrega un metal de relleno a la combinacin fundida para facilitar el proceso y

    proporcionar volumen y resistencia a la unin soldada.

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    Soldadura por fusin

    Una operacin de soldadura por fusin en la cual no se agrega un metal de relleno se denomina

    soldadura autgena.

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    Soldadura por fusin

    Soldadura con arco (AW). Se refiere a un grupo de procesos de soldadura en los

    cuales el calentamiento de los metales se obtiene mediante un arco elctrico, como se

    muestra en la figura 30.1. Algunas de las operaciones de soldadura con arco tambin

    aplican presin durante el proceso, y la mayora utiliza un metal de relleno.

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    Soldadura por fusin

    Soldadura por resistencia (RW). Se obtiene la fusin usando el calor de una resistencia

    elctrica para el flujo de una corriente que pasa entre las superficies de empalme

    de dos piezas sostenidas juntas bajo presin.

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    Soldadura por fusin

    Soldadura con oxgeno y gas combustible (OFW). Estos procesos de unin usan un

    gas de oxgeno combustible, tal como una mezcla de oxgeno y acetileno, para producir

    una flama caliente para fundir la base metlica y el metal de relleno, en caso de que se

    utilice alguno.

    Otros procesos de soldadura por fusin. Adems de los tipos anteriores, hay otros procesos

    de soldadura que producen la fusin de los metales unidos; como ejemplo pueden

    mencionarse la soldadura con haz de electrones y la soldadura con rayo lser.

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    Soldadura por fusin

    Otros procesos de soldadura por fusin. Adems de los tipos anteriores, hay otros procesos

    de soldadura que producen la fusin de los metales unidos; como ejemplo pueden

    mencionarse la soldadura con haz de electrones y la soldadura con rayo lser.

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    Tipos de procesos de soldadura

    2) soldadura de estado slido

    La soldadura de estado slido se refiere a los procesos de

    unin en los cuales la fusin proviene slo de la aplicacin de presin o de una combinacin

    de calor y presin. Si se usa calor, la temperatura del proceso est por debajo del

    punto de fusin de los metales que se van a soldar. En los procesos de estado slido no se

    utiliza un metal de relleno. Algunos procesos representativos de soldadura en este grupo

    son los siguientes:

    Soldadura por difusin (DFW). Se colocan juntas dos superficies bajo presin a una

    temperatura elevada y las piezas se sueldan por medio de fusin de estado slido.

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    Soldadura de estado slido

    Soldadura por friccin (FRW). En este proceso, la coalescencia se obtiene

    mediante el calor de la friccin entre dos superficies.

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    Soldadura de estado slido

    Soldadura ultrasnica (USW). Se realiza aplicando una presin moderada

    entre las dos piezas y un movimiento oscilatorio a frecuencias ultrasnicas en

    una direccin paralela a las superficies de contacto. La combinacin de las

    fuerzas normales y vibratorias produce intensas tensiones que remueven las

    pelculas superficiales y obtienen la unin atmica de las superficies.

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    Tipos Bsicos de Uniones

    Unin empalmada. En este tipo de unin, las piezas se encuentran en el

    mismo plano y se unen en sus bordes.

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    Tipos Bsicos de Uniones

    Unin de esquina. Las piezas en una unin de esquina forman un ngulo

    recto y se unen en la esquina del ngulo.

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    Tipos Bsicos de Uniones

    Unin superpuesta. Esta unin consiste en dos piezas que se sobreponen.

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    Tipos Bsicos de Uniones

    Unin en te. En la unin en te, una pieza es perpendicular a la otra en una

    forma parecida a la letra T.

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    Tipos Bsicos de Uniones

    Unin de bordes. Las piezas en una unin de bordes estn paralelas con al

    menos uno de sus bordes en comn y la unin se hace en el(los) borde(s)

    comn(es).

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    Tipos de soldaduras

    Por Filete (esquina).

    unin de esquina con filete interno nico

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    Tipos de soldaduras

    Por Filete (esquina).

    unin de esquina con filete externo nico

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    Tipos de soldaduras

    Por Filete (esquina).

    Unin sobrepuesta con filete doble

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    Tipos de soldaduras

    Por Filete (esquina).

    unin en te con filete doble

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    Tipos de soldaduras

    Por Surco.

    soldadura con surco cuadrado, un lado;

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    Tipos de soldaduras

    Por Surco.

    soldadura con surco en bisel nico

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    Tipos de soldaduras

    Por Surco.

    soldadura con surco en V nico

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    Tipos de soldaduras

    Por Surco.

    soldadura con surco en U nico

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    Tipos de soldaduras

    Por Surco.

    soldadura con surco en J nico

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    Tipos de soldaduras

    Por Surco.

    soldadura con surco en V doble para secciones ms gruesas

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    Soldaduras con insertos y soldaduras ranuradas

    se usan para unir placas planas, como se muestra en la figura 30.5,

    usando uno o ms huecos o ranuras en la pieza superior, que

    despus se rellenan con metal para fundir las dos piezas.

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    Soldaduras de puntos y soldaduras de costura

    soldadura de puntos es una pequea seccin fundida entre las

    superficies de dos lminas o placas. Normalmente se requieren varias

    soldaduras de puntos para unir las piezas. Se asocia ms

    estrechamente con la soldadura por resistencia.Una soldadura de

    costura es similar a una de puntos, excepto que consiste en una

    seccin fundida ms o menos continua entre las dos lminas o placas

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    Soldaduras de reborde

    Una soldadura en rebordes se hace en los bordes de dos (o ms)

    piezas, por lo general, lminas metlicas o placas delgadas, en donde

    al menos una de las piezas est en un reborde.

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    Soldaduras en superficie

    Una soldadura en superficie no se usa para unir piezas, sino para

    depositar metal de relleno sobre la superficie de una pieza base en

    una o ms gotas de soldadura. Las gotas de soldadura pueden

    colocarse en una serie de lneas paralelas sobrepuestas, con lo que

    se cubren grandes reas de la pieza base. El propsito es aumentar

    el espesor de la placa o proporcionar un recubrimiento protector sobre

    la superficie.

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    SOLDADURA CON ARCO

    La soldadura con arco elctrico (AW, por sus siglas en ingls) es un proceso de

    soldadura por fusin en el cual la coalescencia de los metales se obtiene mediante el

    calor de un arco elctrico entre un electrodo y el trabajo. Se usa el mismo proceso

    bsico en el corte con arco elctrico

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    SOLDADURA CON ARCO

    Electrodos Los electrodos que se usan en los procesos de AW se clasifican como

    consumibles y no consumibles. Los electrodos consumibles proporcionan el metal de

    relleno en la soldadura con arco.

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    SOLDADURA CON ARCO

    Los electrodos no consumibles estn hechos de tungsteno (o en raras ocasiones de

    carbono), los cuales resisten la fusin mediante el arco. A pesar de su nombre, un

    electrodo no consumible se desgasta en forma gradual durante el proceso de soldadura

    (la vaporizacin es el mecanismo principal) y ocurre en forma similar al desgaste

    gradual de una herramienta de corte en una operacin de maquinado

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    soldadura con arco de metal y gas GMAW

    Es un proceso de AW en el cual el electrodo es un alambre metlico

    desnudo consumible y la proteccin se proporciona inundando el arco elctrico con un

    gas. El alambre desnudo se alimenta en forma continua y automtica desde un rollo a

    travs de la pistola de soldadura, como se ilustra en la figura 31.4. Asimismo, en la

    figura 31.5 se muestra una pistola de soldadura. En la GMAW se usan dimetros de

    alambre que van de 0.8 a 6.5 mm (1/32 a 1/4 in); el tamao depende del espesor de las

    piezas que se van a unir y de la velocidad de deposicin deseada. Los gases usados

    para proteccin incluyen gases inertes como el argn y el helio y tambin gases activos

    como el dixido de carbono. La seleccin de los gases (y mezclas de los mismos)

    dependen del metal que se va a soldar

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    SOLDADURA POR RESISTENCIA

    La soldadura por resistencia (RW, por sus siglas en ingls) es un grupo de procesos de

    soldadura por fusin que utiliza una combinacin de calor y presin para obtener la

    coalescencia;

    el calor se genera mediante una resistencia elctrica dirigida hacia el flujo de

    corriente en la unin que se va a soldar

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    CICLO DE SOLDADURA POR RESISTENCIA

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    CICLO DE SOLDADURA POR RESISTENCIA

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    Soldadura de costura por resistencia

    En la soldadura de costura por resistencia (RSEW, por sus siglas en ingls), los electrodos con forma de varilla de la soldadura de puntos se sustituyen con ruedas giratorias, como las que se muestran en la figura 31.15, y se hace una serie de soldaduras de puntos sobrepuestas a lo largo de la unin. El Proceso produce uniones hermticas y sus aplicaciones industriales incluyen la produccin de tanques de gasolina , silenciadores de automviles y otros contenedores fabricados con lminas de metal

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    soldadura con haz de electrones

    La soldadura con haz de electrones (EBW, por sus siglas en ingls) es un proceso de soldadura

    por fusin en el cual el calentamiento para el proceso se proporciona mediante una

    corriente de electrones muy concentrada, de alta intensidad, que choca contra la superficie

    de trabajo. El equipo es similar al que se usa para el maquinado con haz de electrones (seccin

    26.3.2). La pistola de haz de electrones opera a alto voltaje para acelerar los electrones

    (por ejemplo, lo tpico es de 10 a 150 kV) y las corrientes del haz son bajas (medidas en miliamperes).

    La potencia en la EBW no es excepcional, pero s su densidad de potencia. Una

    alta densidad de potencia se obtiene al concentrar el haz de electrones sobre un rea muy

    pequea de la superficie de trabajo

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    Soldadura con rayo lser

    La soldadura con haz lser (LBW, por sus siglas en ingls) es un proceso de soldadura

    por fusin en el cual se obtiene la coalescencia mediante la energa de un haz luminoso

    coherente altamente concentrado y enfocado a la unin que se va a soldar. El trmino lser

    es un acrnimo de la expresin en ingls amplificacin luminosa mediante la emisin

    estimulada de radiaciones (light amplification by stimulaled emission of radiation).

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    SOLDADURA DE ESTADO SLIDO

    En la soldadura de estado slido, la coalescencia de las superficies de la pieza se obtiene

    1) mediante presin solamente o 2) por calor y presin. Para algunos procesos de estado

    slido, el tiempo tambin es un factor. Si se usan calor y presin, la cantidad de calor por

    s misma no es suficiente para producir la fusin de las superficies de trabajo. En otras palabras,

    no ocurrir la fusin de las piezas usando solamente el calor que se aplica en forma

    externa para estos procesos.

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    PREGUNTAS

    1Cul es la caracterstica fundamental que distingue la

    soldadura por fusin de la soldadura de estado slido?

    2.-Defina qu es un arco elctrico

    3.-Los electrodos en la soldadura con arco se dividen en dos

    categoras. Mencione y defina los dos tipos

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    BIBLIOGRAFIA

    Fundamentos de Manufactura moderna

    Mikell P. Groover