soldadura fuerte, blanda
DESCRIPTION
Descripción de los tipos de soldadura.TRANSCRIPT
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
Contenido
Introducción
Soldadura Fuerte
Soldadura Blanda
Adhesión
Sujeción mecánica
Unión de plásticos
Conclusión
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.
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.
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.
Equipo
Tipos de soldadura fuerte
La soldadura fuerte
(latonada) ordinaria
La soldadura fuerte por
oxi-gas y material de
aporte
La adhesión en las interfases entre las piezas y el metal de
aporte.
La resistencia de la unión
soldada
El diseño de la unión
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.
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.
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
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.
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.
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.
Perforados comunes de metal que se emplean
en la soldadura por inducción
Colocación y diseño de las bobinas para
soldadura fuerte por inducción
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.
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.
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.
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.
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
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.
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
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.
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.
•Soldadura blanda con soplete
•Soldadura blanda al horno
•Soldadura blanda con cautín
•Soldadura blanda por inducción
Técnicas de soldadura 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.
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:
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.
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.
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.
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
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
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
2.- Fundentes a base de resinas, no
corrosivas, que se usan en aplicaciones
eléctricas.
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.
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
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
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.
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
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.
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
En general, la sujeción mecánica requiere
que los componentes tengan orificios a
través de los cuales se insertan los
sujetadores.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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