soldadura fuerte, blanda

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Soldadura fuerte, soldadura blanda, adhesión y procesos de sujeción mecánica Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Procesos de Manufactura Karen Ma. Cecilia Vega Sixtos 1489497 Yosselyn Ivonne Anaya Flores 1570130 Vargas Carrillo Guillermo 1464556 Giovana Gpe. Ramirez Garza 1457866 M.I. Maribel Hernández Muñoz

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Descripción de los tipos de soldadura.

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Page 1: Soldadura fuerte, blanda

Soldadura fuerte, soldadura blanda,

adhesión y procesos de sujeción mecánica

Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Procesos de Manufactura

• Karen Ma. Cecilia Vega Sixtos 1489497

•Yosselyn Ivonne Anaya Flores 1570130

•Vargas Carrillo Guillermo 1464556

•Giovana Gpe. Ramirez Garza 1457866

M.I. Maribel Hernández Muñoz

Page 2: Soldadura fuerte, blanda

Contenido

Introducción

Soldadura Fuerte

Soldadura Blanda

Adhesión

Sujeción mecánica

Unión de plásticos

Conclusión

Page 3: Soldadura fuerte, blanda

Objetivo

Conocer sobre los

procesos y técnicas de

unión por soldadura fuerte,

soldadura blanda y

adhesión, así como sus

ventajas y limitaciones en

las técnicas de sujeción

mecánica.

Page 4: Soldadura fuerte, blanda

Introducción

Se describen procesos de unión en donde

primero se ponen o se suministran los metales de

aporte a la unión; después se funden con una

fuente externa de calor. Al solidificar se obtiene

una junta fuerte.

Se describen las ventajas y limitaciones de las

técnicas de sujeción mecánica y se concluye

nuestra descripción de todos los métodos que se

usan con frecuencia para unir.

Page 5: Soldadura fuerte, blanda

Soldadura fuerte

Es un proceso en el que

se coloca un metal de

aporte en o entre las

superficies de unión, y

se eleva la temperatura

lo suficiente para fundir

el metal de aporte pero

no las piezas.

Page 6: Soldadura fuerte, blanda

Equipo

Page 7: Soldadura fuerte, blanda

Tipos de soldadura fuerte

La soldadura fuerte

(latonada) ordinaria

La soldadura fuerte por

oxi-gas y material de

aporte

Page 8: Soldadura fuerte, blanda

La adhesión en las interfases entre las piezas y el metal de

aporte.

La resistencia de la unión

soldada

El diseño de la unión

Page 9: Soldadura fuerte, blanda

Materiales de aporte

Se suministran en diversas formas (alambre, anillos, bandas y limaduras).

Son importantes la elección del metal de aporte y su composición química para evitar fragilización de la unión (por penetración del metal líquido en los límites de grano),

formación de compuestos intermetálicos frágiles en la unión y corrosión galvánica en la unión.

Page 10: Soldadura fuerte, blanda

Fundentes

Es esencial para evitar la oxidación y eliminar las capas de óxido de las superficies de las piezas.

Están hechos de bórax, ácido bórico, boratos fluoruros y cloruros.

Son esenciales las superficies limpias para obtener las características adecuadas de humectación y difusión del metal de aporte fundido en la unión, y para desarrollar la resistencia máxima en la unión.

Page 11: Soldadura fuerte, blanda

Métodos de soldadura fuerte

1.Soldadura fuerte con soplete

2.Soldadura fuerte al horno

3..Soldadura fuerte por inducción

5.Soldadura por fuerte inmersión

6.Soldadura fuerte vía infrarroja

7.Soldadura fuerte por difusión

4.Soldadura fuerte por resistencia

Page 12: Soldadura fuerte, blanda

1.Soldadura fuerte con soplete

Fuente de calor que es

oxicombustible con llama

carburizante.

Se hace calentando

primero la unión con el

soplete y después

depositando la varilla o

alambre de soldadura en la

unión.

Page 13: Soldadura fuerte, blanda

2.Soldadura fuerte al horno

Se limpian primero las piezas y después se

precargan con el metal de soldadura en

configuraciones adecuadas antes de llevarlas

a un horno.

No se requiere mano de obra especializada,

y se pueden soldar formas complicadas.

Page 14: Soldadura fuerte, blanda

3.Soldadura fuerte por inducción

Es una corriente alterna

de inducción, de alta

frecuencia.

Las piezas se precargan

con metal de aporte y

se colocan cerca de las

bobinas de inducción

donde se calientan con

rapidez.

Page 15: Soldadura fuerte, blanda

Perforados comunes de metal que se emplean

en la soldadura por inducción

Page 16: Soldadura fuerte, blanda

Colocación y diseño de las bobinas para

soldadura fuerte por inducción

Page 17: Soldadura fuerte, blanda

4.Soldadura fuerte por resistencia

La fuente de calor es la resistencia eléctrica de

los componentes por soldar.

Las partes se precargan con metal de aporte.

Page 18: Soldadura fuerte, blanda

5.Soldadura por fuerte inmersión

Se hace sumergiendo los

conjuntos por soldar en

un baño de metal de

aporte fundido, o bien

en un baño de sal

fundida a una

temperatura justo arriba

del punto de fusión del

metal de aporte.

Page 19: Soldadura fuerte, blanda

6.Soldadura fuerte vía infrarroja

La fuente de calor es

una lámpara de cuarzo

de gran intensidad.

Este proceso se adapta

en especial para soldar

componentes muy

delgados, por lo general

de menos de 1 mm

(0.04pulg) de espesor.

Page 20: Soldadura fuerte, blanda

7.Soldadura fuerte por difusión

Se hace en un horno donde con el control adecuado de la temperatura y el tiempo el metal de aporte se difunde en las superficies de unión de los componentes por unir.

Se usa para obtener uniones resistentes traslapadas o a tope, y para operaciones difíciles de unión.

Page 21: Soldadura fuerte, blanda

Método de Soldadura Espesor adecuado de las

piezas

Costo de Equipo

1.Soldadura fuerte con

soplete

0.25 a 6mm (0.01 a 0.25

pulg)

300 dólares a 50,000

dólares

2.Soldadura fuerte al horno 2,000 dólares a 300,000

dólares

3.Soldadura fuerte por

inducción

< de 3mm (0.125 pulg) 10,000 dólares

4.Soldadura fuerte por

resistencia

0.1 a 12 mm (0.004 a

0.5pulg)

1,000dólares hasta 10,000

dólares

5.Soldadura por fuerte

inmersión

< de 5 mm (0.2pulg) de

diámetro o espesor.

2,000 hasta más de 200,000

dólares.

6.Soldadura fuerte vía

infrarroja

< de 1 mm (0.04pulg) 500 a 30,000 dólares

7.Soldadura fuerte por

difusión

Láminas hasta 50 mm (2

pulg)

50,000 y 300,000 dólares

Page 22: Soldadura fuerte, blanda

Soldadura fuerte por oxi-gas

Se usa un soplete oxiacetilénico con llama

oxidante y se deposita el metal de aporte

en la unión, más que por acción capilar.

Se usa bastante más metal de aporte que

en el latonado.

Page 23: Soldadura fuerte, blanda
Page 24: Soldadura fuerte, blanda

Sin embargo, las temperaturas

en la soldadura fuerte son en

general menores que en la

soldadura por fusión, y es

mínima la distorsión de las

piezas.

La aplicación principal del

latonado es para trabajos de

mantenimiento y reparación

como por ejemplo en piezas

ferrosas fundidas y en

componentes de acero

Page 25: Soldadura fuerte, blanda

Diseño para soldadura fuerte

Las uniones resistentes requieren mayor área de contacto en la soldadura fuerte que en la normal.

El espacio característico de unión en la soldadura fuerte va de 0.025 a 0.2 mm (0.001 a 0.008 pulg).

Estos espacios libres deben ajustar con un margen de tolerancia dimensional muy pequeño, porque mayores holguras reducen la resistencia de la unión.

Se pueden requerir diversos soportes especiales para mantener unidas las piezas durante esta soldadura.

Page 26: Soldadura fuerte, blanda

Soldadura blanda

La soldadura blanda esta

llena de la unión por acción

capilar entre los

componentes que ajustan

estrechamente o están

próximos.

Al metal de aporte se le llama soldadura de

bajo punto de fusión y se funde a temperatura

relativamente baja.

Page 27: Soldadura fuerte, blanda

•Soldadura blanda con soplete

•Soldadura blanda al horno

•Soldadura blanda con cautín

•Soldadura blanda por inducción

Técnicas de soldadura blanda

Page 28: Soldadura fuerte, blanda

Soldadura blanda con pasta

Las pastas de soldadura son partículas de metal unidas

por agentes fundentes, aglomerantes y humectantes.

Estas pastas tienen consistencia

semisólida, con alta viscosidad.

La pasta se coloca directamente

sobre la unión o sobre objetos

planos. Las plantillas se usan con

mucha frecuencia durante el

ensamblado de componentes

eléctricos.

Page 29: Soldadura fuerte, blanda

Una vez que la pieza se ha colocado y ensamblada

la unión, se calienta la pasta en un horno y se

efectúa el proceso de soldado.

En este proceso se calienta el producto en una

forma controlada para que suceda la siguiente

secuencia de eventos:

Page 30: Soldadura fuerte, blanda

1. Se evaporan los solventes que hay en la pasta.

2. Se activa el fundente en la pasta y se produce la

acción de limpieza.

3. Se precalientan con cuidado los componentes.

4. Las partículas de soldadura se funden y humedecen

la unión.

5. El ensamble es enfriado a baja velocidad para evitar

choques térmicos y fracturas de la unión soldada.

Page 31: Soldadura fuerte, blanda

Soldadura blanda con olas

La soldadura aplicada por olas

es un método muy difundido

para fijar componentes de

circuitos en sus tarjetas.

La soldadura con olas requiere

de operaciones separadas de

tratamiento con fundente y

precalentamiento para que de

resultados.

Page 32: Soldadura fuerte, blanda

Una onda estacionaria

laminar de soldadura

fundida se genera con una

bomba. Las tarjetas de

circuito precalentadas y con

fundente, pasan sobre la ola,

la soldadura humedece las

superficies metálicas

expuestas, pero no queda

fija al paquete de polímero

de los circuitos integrados

ni se adhiere a las tarjetas

de circuito, recubiertas de

polímero.

Page 33: Soldadura fuerte, blanda

Tipos de soldaduras y fundentes

Las soldaduras funden a temperaturas de

punto eutéctico de su aleación. En firma

tradicional, han sido de aleaciones de estaño

y plomo en varias proporciones. Por ejemplo

una soldadura de 61.9% Sn y 38.1% Pb, y

funde a 190°C mientras que el estaño funde

a 232°C y el plomo a 327°C

Page 34: Soldadura fuerte, blanda

Para aplicaciones especiales y para tener mayor resistencia en la unión, en especial a temperaturas elevadas, se pueden usar otras formulaciones de soldadura, como estaño-zinc, plomo-plata, cadmio-plata y zinc-aluminio

Page 35: Soldadura fuerte, blanda

Fundentes:

En la soldadura blanda se usan

fundentes como en la soldadura

normal y la soldadura fuerte, para

los mismos fines.

Los fundentes suelen ser de dos

tipos:

1.- Ácidos inorgánicos o sales, como

las soluciones de cloruro de amonio

y zinc que limpian con rapidez la

superficie. Después de soldar, se

deben eliminar los residuos de

fundente lavando bien la unión con

agua, para evitar la corrosión

Page 36: Soldadura fuerte, blanda

2.- Fundentes a base de resinas, no

corrosivas, que se usan en aplicaciones

eléctricas.

Page 37: Soldadura fuerte, blanda

Posibilidades del proceso por

soldadura blanda

La soldadura blanda es usada ampliamente

en la industria de la electrónica. A diferencia

de la fuerte las temperaturas empleadas en

este proceso son relativamente bajas, por lo

que una unión que emplea soldadura blanda

casi no tiene uso a elevadas temperaturas.

Page 38: Soldadura fuerte, blanda

Mediante la soldadura blanda se pueden unir

varios metales y diversos espesores. Aunque

las operaciones manuales requieren destreza y

consumen tiempo, las velocidades para la

aplicación de la soldadura blanda pueden ser

altas si son empleados equipos automatizados

Page 39: Soldadura fuerte, blanda

Los lineamientos de diseño para la soldadura

blanda se parecen a los de la soldadura fuerte.

A continuación se ven algunos diseños de

unión de uso frecuente

Page 40: Soldadura fuerte, blanda
Page 41: Soldadura fuerte, blanda

Conclusiones:

La soldadura blanda es muy útil sobre todo para

materiales de bajo carbono y eléctricos, como las

placas que cortamos en el laboratorio, o las placas

de circuitos. Además de que son sencillos de usar

ya que la mayoría de los métodos de soldadura

blanda no ocupan de gran maquinaria y no se

traban a altas temperaturas.

Page 42: Soldadura fuerte, blanda

Unión Adhesiva La unión adhesiva ha sido un método común para unir

y ensamblar en aplicaciones como etiquetado, empaque,

encuadernación, muebles y calzado.

Los adhesivos se consiguen en varia formas: liquido,

pasta, solución, polvo, cinta y película. Al ser aplicados

tienen en general mas o menos 0.1 mm (0.004 pulgada)

de espesor.

Page 43: Soldadura fuerte, blanda

Propiedades de los adhesivos

Resistencia (al corte y desprendimiento)

Tenacidad

Resistencia a diversos fluidos y agentes químicos.

Resistencia a la degradación ambiental incluyendo por calor y humedad.

Capacidad de humedecer las superficies por unir.

Page 44: Soldadura fuerte, blanda

Tipos de adhesivos y sistemas de

adhesivos:

Los tres tipos básicos de adhesivos son los siguientes:

1.- Adhesivos naturales: como almidón, dextrina

(sustancia gomosa obtenida del almidón), harina de

soya y productos animales.

2.- Adhesivos inorgánicos: como silicato de sodio y

oxicloruro de magnesio.

3.- Adhesivos orgánicos sintéticos: que pueden ser

polímeros termoplásticos (para uso no estructural y

algunos para pegado estructural) o termófijos ( para

pegado estructural, principalmente).

Page 45: Soldadura fuerte, blanda

Adhesivos orgánicos sintéticos: Por su resistencia son los mas importantes en los procesos de

manufactura, en especial para aplicaciones en partes sometidas a cargas. Se

clasifican como:

a) Químicamente reactivos: por ejemplo, poliuretanos, siliconas, epóxicos,

acrílicos modificados, etc.

b) Sensibles a ala presión: ejemplos, hule natural, de estireno-butadieno, de

butilo.

c) Por ser una sustancia que reacciona en caliente o al ser fundido: ejemplo,

termoplásticos ( tales como los copolímeros de etileno

y acetato de vinilo).

d) Evaporativos o por difusión: incluye los vinilos, acrílicos, hules sintéticos y

naturales.

e) En películas o cintas: como los nylon- epóxicos, elastomeros-epoxicos.

f) De unión retardado: como los copolímetros de estireno-butadieno.

g) Conductores eléctricos y térmicos: en esta clase están los epóxicos,

poliuretanos, siliconas. La conductividad eléctrica se obtiene agregando

rellenos, como plata, cobre, aluminio y oro.

Page 46: Soldadura fuerte, blanda

Los sistemas adhesivos

Se pueden clasificar con base en sus características química

especificas:

a) Sistemas o base de epóxico: tienen alta resistencia y buenas

propiedades a alta temperatura hasta 200ºC.

b) Acrílicos: son adecuados para aplicaciones con substratos que no

están limpios.

c) Sistemas anaeróbicos: el curado de estos adhesivos se hacen ene

ausencia de oxigeno, y en general la unión es dura y frágil.

d) Cianoacrilatos: la capa de unión es delgada, y el pegado se

completa entre 5 y 40 s.

e) Uretanos: tienen gran tenacidad y flexibilidad a temperatura

ambiente, y se usan mucho como selladores.

f) Siliconas: muy resistentes a ala humedad y a los solventes, tienen

gran resistencia al impacto y al desprendimiento.

Page 47: Soldadura fuerte, blanda

Los adhesivos menos costos son los epóxicos y los fenolicos,

y le siguen los poliuretanos, acrílicos, siliconas y

cianoacrilatos. Los adhesivos para aplicaciones de alta

temperatura hasta unos 260ºC (500ºF) como las poliimidas

y los polibenzimidazoles suelen ser los mas costosos.

Page 48: Soldadura fuerte, blanda

Muchos objetos como lápices, tapas de recipientes y de reloj, motores y bicicletas tienen componentes que se han fijado mecánicamente. Puede ser preferible la sugestión mecánica sobre otros métodos por las siguientes razones:

Facilidad de manufactura

Facilidad de ensamble y transporte

Facilidad de desarmado, mantenimiento y reemplazo o reparación de partes

Sujeción Mecánica

Page 49: Soldadura fuerte, blanda

El método mas común de sujeción

mecánica es el uso de tornillos, tuercas,

roscas, pernos y una diversidad de

fijadores o sujetadores. Estos procesos

también se llaman ensamblado mecánico.

Page 50: Soldadura fuerte, blanda

Facilidad de crear diseños que requieren

uniones móviles, como bisagras,

mecanismos de corredera y componentes

y soportes ajustables.

Menor costo general de manufactura del

producto

Page 51: Soldadura fuerte, blanda

En general, la sujeción mecánica requiere

que los componentes tengan orificios a

través de los cuales se insertan los

sujetadores.

Page 52: Soldadura fuerte, blanda

Preparación del orificio

La preparación del orificio es un aspecto

importante de la sujeción mecánica, se

puede producir un orificio en un cuerpo

sólido con diversos procesos como

punzonado, taladrado, métodos químicos y

eléctricos y haces de alta energía; la

elección depende del tipo de material, sus

propiedades y espesor.

Page 53: Soldadura fuerte, blanda

Diseño para la sujeción mecánica

El diseño de las uniones mecánicas requiere

considerar el tipo de carga (por ejemplo si

es de cortante o de tensión) a la que se

someterá la estructura, y del tamaño y

distancias de los orificios. Es importante la

compatibilidad del elemento de sujeción

con el que se van a unir los componentes.

Page 54: Soldadura fuerte, blanda

Entre otros lineamientos generales para la

unión mecánica se incluyen los siguiente:

a) En general, es menos costoso usar menos

elementos de sujeción, pero mas grandes, que

usar gran cantidad de sujetadores pequeños.

b) El ensamble de la pieza se debe lograr con

una cantidad mínima de elementos de sujeción.

c) El ajuste entre las piezas por unir debe ser

tan holgado como sea posible, para reducir los

costos y facilitar el proceso de ensamble.

Page 55: Soldadura fuerte, blanda

d) Siempre que sea posible se deben usar

elementos de sujeción de tamaño

estándar

e) los orificios deben estar alejados de

las orillas o las esquinas, para evitar el

rasgado del material al someterlo a

fuerzas externas.

Page 56: Soldadura fuerte, blanda

Otros métodos de sujeción Engrapado. El proceso de engrapado o

cosido metálico, se parece mucho al

engrapado ordinario en las oficinas. Esta

operación es rápida y se presta en especial

para unir materiales metálicos y no

metálicos delgados.

Un ejemplo común es el engrapado de

cajas de cartón.

Page 57: Soldadura fuerte, blanda

Engargolado. El engargolado se basa

en el sencillo principio de doblar en

conjunto dos piezas de material

delgado. Es un proceso que se parece

mucho al de unir dos piezas de papel

doblándolas de una esquina.

Page 58: Soldadura fuerte, blanda

Entre los ejemplos comunes del

engargolado tenemos a las tapas de latas de

bebidas, en recipientes para productos

alimenticios y domésticos, y en los

conductos de calefacción y

acondicionamiento de aire.

Page 59: Soldadura fuerte, blanda

Bibliografía

http://www.ucm.es/info/otri/complutecno/

fichas/tec_jmgomez1.htm Soldadura

Fuerte descripción de los métodos

http://soldadurafuerte.blogspot.com/2009/

05/blog-post.html Soldadura Fuerte

Manufactura, ingeniería y tecnologías.

Kalpakjian, Schmid. 4ta edición Pearson

Educación, 2002