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PROCESOS DE MANUFACTURA SOLDADURA FUERTE, SOLDADURA Blanda y UNIONES ADHESIVAS

SOLDADURA FUERTE Es un proceso de unión en el cual se funde un metal de relleno y se distribuye mediante acción capilar entre las superficies de empalme de las piezas metálicas que se van a unir. En este tipo de soldadura no ocurre la fusión de los metales base; sólo se derrite el material de relleno. En este proceso, el metal de relleno (también llamado metal para soldadura dura) tiene una temperatura de fusión superior a 450 °C pero menor que el punto de fusión de los metales base que se va a unir.

En comparación con la soldadura de fusión Ventajas

Desventajas

1)

Pueden unirse cualesquiera metales.

1) La resistencia

2)

Rapidez y consistencia.

1)

La soldadura simultánea de varias uniones.

1)

Unión de piezas de paredes delgadas

1)

Se requiere menos calor y potencia que en la soldadura por fusión.

1) Aunque la resistencia de una buena unión con soldadura dura es mayor que la del metal de aporte, es posible que sea menor que la de los metales base.

1)

Se reducen los problemas en la zona afectada por el calor en el metal base cerca de la unión.

1) las altas temperaturas de uso pueden debilitar una unión con soldadura dura.

1)

Es posible unir áreas inaccesibles para muchos procesos de soldadura por fusión

1) El color del metal en la soldadura

Uniones con soldadura dura Las uniones con soldadura dura son de dos tipos: empalmadas y superpuestas

❖ Unión empalmada

a) Unión empalmada convencional b) unión con bisel c) unión empalmada escalonada. d) Sección transversal aumentada de la pieza en la unión.

❖ Uniones superpuestas

a) Unión empalmada convencional b) unión con bisel

c) Unión empalmada escalonada d) Sección transversal aumentada de la pieza en la unión.

Determinación de la separación entre piezas Existe un valor de separación óptimo en el cual la resistencia de la unión se maximiza. Este aspecto se complica porque el valor óptimo depende de los metales base y de relleno, de la configuración de la unión y de las condiciones del procesamiento. En la práctica, las separaciones típicas para soldadura dura están entre 0.025 y 0.25 mm (0.001 y 0.010 in). Estos valores representan la separación de la unión a la temperatura en la que se lleva a cabo la soldadura dura, los cuales pueden ser diferentes de la separación a temperatura ambiente, dependiendo de la expansión térmica de los metales base.

Precauciones (limpieza) Las superficies deben estar libres de óxidos, aceites y otros contaminantes. Se usan tratamientos químicos como la limpieza con solvente y los tratamientos mecánicos que incluyen el uso de cepillo de alambres y la limpieza con chorro de arena. Después de la limpieza y durante la operación de soldadura dura se usan fundentes a fin de conservar la limpieza de la superficie y promover la humidificación para la acción capilar en la separación entre las superficies de empalme

Metales de relleno • Metales de relleno

Varias técnicas para aplicar metal de relleno en la soldadura dura: a)

varilla de metal de relleno

b)

anillo de metal de relleno a la entrada de la separación

c)

hoja de metal de relleno entre superficies de piezas planas.

• Fundentes para soldadura dura Se disuelven, se combinan e inhiben de alguna forma la formación de óxidos y otros subproductos no deseados en el proceso.

Métodos de soldadura dura Soldadura dura con soplete

Soldadura dura en horno

Soldadura dura por inducción

Usos y aplicaciones Industria automotriz (por ejemplo, para unir tubos y conductos). Equipo eléctrico (por ejemplo, para unir alambres y cables) Herramientas de corte (por ejemplo, para unir insertos de carburo cementado a flechas) Fabricación de joyería. Industria de procesamiento químico. Además, los contratistas de plomería y calefacción unen conductos y tubos metálicos mediante soldadura dura.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

-

Punto de fusión menor a 450 °C (840 °F)

-

Se distribuye mediante acción capilar entre las superficies de empalme de los metales que se van a unir.

Capilaridad Si en un recipiente que contenga líquido se introducen dos tubos de diferente diámetro, se observa que en el de mayor diámetro el nivel del líquido es el mismo que el del recipiente; sin embargo, en el tubo de un diámetro mucho menor, el líquido asciende debido a la tensión superficial.

Capilaridad A menor diámetro, mayor altura alcanza el líquido (como se observa en los tubos de la imagen). Se puede decir que el diámetro está en proporción inversa a la ascensión capilar del líquido.

Capilaridad Igualmente, si se sustituye el tubo pequeño por dos tubos encajados el uno dentro del otro con una holgura muy pequeña, se observa que el líquido sube por el espacio entre ambos tubos. Ésta es la situación que se da en la unión entre un tubo y un accesorio.

Capilaridad Este fenómeno de capilaridad que se produce con el líquido, es el mismo que el que tiene lugar con los metales en estado de fusión; su aplicación práctica constituye la soldadura por capilaridad.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

La soldadura blanda emplea menor aporte de energía que la fuerte. El material de aportación utilizado en la soldadura blanda varía en función del material de las piezas a unir, siendo las aleaciones que más se utilizan las de estaño-plomo, estañoplata y estaño-zinc. En la actualidad, la única norma en vigor existente para los materiales de soldadura blanda es la UNE-EN ISO 9453. Esta norma contempla todas las aleaciones normalizadas con un punto de fusión inferior a 450 ºC.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE Es un procedimiento muy popularmente utilizado para unir componentes electrónicos, y en general, debe emplearse sólo para aquellas uniones que no vayan a estar sometidas a esfuerzos y temperaturas elevadas. En este sentido, la soldadura blanda se emplea frecuentemente en instalaciones de agua potable (fría y caliente), instalaciones de calefacción, solar térmica y de gas a baja presión. En todo caso, en todas las instalaciones donde se emplee la soldadura blanda no deberá superarse los 120 ºC de temperatura de servicio. Según la norma UNE-EN ISO 9453, sólo son aptas para su utilización en instalaciones de agua potable, calefacción, solar térmica y de gas a baja presión las aleaciones que tengan un punto de fusión superior a 220 ºC y que estén exenta de contenido en plomo.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

En este sentido las únicas aleaciones que cumplen estas características son las siguientes

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda con soplete

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda con soplete

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda con soplete

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda con soplete En este caso, la aportación de calor se realiza mediante la llama generada por un soplete de gas. Como gas combustible se puede emplear acetileno, propano o gas natural, y como gas comburente, aire u oxígeno puro, consiguiendo en este último caso mayor temperatura en la llama. A la hora de ejecutar una soldadura blanda, antes de proceder al calentamiento habrá que realizar un decapado previo para la limpieza de las superficies a unir.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda con soplete

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda con soplete

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda con soplete

Posteriormente hay que aplicar una sustancia previa, el fundente o flux, sobre las superficies por donde se realizará la unión, con objeto de facilitar el mojado por parte del metal de aporte. Una vez encendida la llama, y cuando se alcance la temperatura adecuada en el metal base (el fundente se habrá fundido completamente), se depositará el material de aporte fundido entre las partes a unir, el cual fluirá por capilaridad y se irá introduciendo por los huecos, rellenando el espacio que queda entre las piezas.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda con soplete Cuando se perciba que el metal de aportación esté fluyendo por capilaridad por entre la zona de unión, entonces será el momento de retirar la llama. Una vez se haya solidificado el material de aporte, la soldadura entre las piezas quedará hecha. El soplete generalmente dispone de un sistema de regulación de los gases de salida (combustible y comburente) de manera que se pueda ajustar la llama. En general, se preferirá una llama tipo reductora que aminore las posibilidades de oxidación del metal base durante el proceso.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda por inducción

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda por inducción

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda por inducción

Igualmente que para la soldadura fuerte, la soldadura blanda por inducción presenta múltiples ventajas, respecto a otros métodos, como son: Mayor eficiencia en el proceso al focalizar la producción de calor a la zona de unión; Como consecuencia de lo anterior, permite una generación de calor más rápido, por lo que el metal base alcanza la temperatura adecuada antes;

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Soldadura blanda por inducción Permite un ahorro de energía en la producción de calor, al ser éste localizado en la zona de unión; Asimismo la oxidación que se genera en el metal base por este método es menor; El aspecto final de la soldadura es de más calidad, con las juntas más limpias y precisas; Es un procedimiento que permite la conservación de los recubrimientos en las piezas del metal base y tampoco genera en ellos cambios metalúrgicos ni deformaciones no deseadas.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE

Resumen con los materiales de aporte empleados y su temperatura de fusión, para cada una de las aplicaciones principales.

SOLDADURA BLANDA O SUAVE Diseño de uniones

en soldadura suave

Uniones Adhesivas Los adhesivos son usados desde la antigüedad, se tiene registros en esculturas y grabados de 3300 años de antigüedad , El pegado fue probablemente el primero de los métodos de unión permanente. La unión adhesiva es un proceso de unión en el cual se usa un material de relleno para mantener juntas 2 o más partes

Curado Proceso mediante el cual se modifican las propiedades físicas del adhesivo de liquido a solido. El curado se ocasiona mediante calor o por medio de un catalizador, y en ocasiones se aplica presión entre las dos piezas para activar el proceso de unión La resistencia de la adhesión resulta de varios mecanismos y todos ellos dependen del adhesivo y los adherentes particulares:

* unión química, * interacciones físicas, * entrelazado mecánico

Para obtener mejores resultados deben predominar las siguientes condiciones: -Las superficies adheridas deben estar limpias y libres de partículas -El adhesivo en su forma líquida inicial debe conseguir una humidificación completa de la superficie de la parte adherida. -Es útil que las superficies no estén perfectamente lisas.

Diseño de uniones. Debe considerarse el diseño de las uniones adhesivas, aplicando ciertos principios: 1) Maximizar el área de contacto de la unión. 2) Los pegados son más fuertes en cizalla y tensión y deben diseñarse para aplicar tensión de estos tipos. 3)Los pegados son débiles en hendiduras o desprendimientos y deben diseñarse para evitar este tipo de tensiones.

Tipos de adhesivos. Adhesivos naturales. Son materiales derivados de fuentes naturales. Esta categoría por lo general se limita a aplicaciones de baja tensión, o donde están implícitas áreas de superficies grandes.

Adhesivos inorgánicos. Se basan principalmente en el silicato de sodio y el oxicloruro de magnesio. Tienen un costo bajo, así como baja resistencia, lo cual es una seria limitación.

Adhesivos sintéticos. Es la categoría más importante en la manufactura. Se vulcanizan mediante diversos mecanismos, entre los que se encuentran: 1) Mezcla de un catalizador o un ingrediente reactivo con el polímero inmediatamente antes de aplicarlo. 2) Calentamiento para iniciar una reacción química. 3) Vulcanización con radiación o luz ultravioleta. 4) Vulcanización mediante evaporación.

Método de Aplicación * Preparación de la superficie. * La resistencia de la unión depende del grado de adhesión

entre el adhesivo y las partes adheridas, y en consecuencia también de la limpieza de la superficie

* Aplicación con brocha. * Rodillos manuales. * Por flujo * Por aspersión

Ventajas de las uniones adhesivas. 1) Es un proceso aplicable a una amplia gama de materiales. 2) Se pueden unir partes de tamaños diferentes y secciones diferentes. 3) La adhesión ocurre sobre al área completa de la unión 4) Algunos adhesivos son flexibles después de la unión

Gracias