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INFORMACIÓN PARCIAL MECANIZADO INTRODUCCIÓN La soldadura es un proceso de fabricación en donde se unen dos materiales, mediante la coalescencia de las piezas. Durante las últimas décadas, esta tecnología ha recibido apoyo en su investigación y desarrollo tecnológico, desarrollando...

INFORMACIÓN PARCIAL MECANIZADO INTRODUCCIÓN La soldadura es un proceso de fabricación en donde se unen dos materiales, mediante la coalescencia de las piezas. Durante las últimas décadas, esta tecnología ha recibido apoyo en su investigación y desarrollo tecnológico, desarrollando procesos y equipos que han transformado su origen artesanal en una tecnología de complejidad. Propiedades de los materiales: El avance en los procesos de soldadura ha tenido que ver con el estudio de las propiedades de los materiales, su conocimiento es un factor imprescindible para obtener excelentes resultados en las uniones. En la selección de un material para soldar se tienen que considerar sus propiedades físicas, químicas y mecánicas. Propiedades físicas. Son aquellas que determinan la probabilidad de aplicación considerando su conductividad eléctrica, punto de fusión, densidad y conductividad térmica. Propiedades químicas. Son aquellas que modifican su composición con la presencia de ciertos elementos químicos. Entre estas propiedades se encuentran la resistencia a la corrosión y reactividad. Propiedades mecánicas. Estas influyen en el comportamiento de los diferentes materiales ante la presencia de una fuerza externa, estas propiedades están en función del esfuerzo y/o la deformación. Para nuestro estudio, la resistencia, elasticidad, plasticidad, fragilidad, maleabilidad, serán propiedades mecánicas determinantes en la selección de un material. Materiales usados en soldadura. La selección de materiales es imprescindible debido a que en los componentes de la mayoría de los productos manufacturados presentan materiales ferrosos y/o no ferrosos. Para nuestro estudio, es recomendable considerar la siguiente clasificación. Clasificación de materiales. Tipos de acero utilizados en los procesos de soldadura. Uno de los materiales que tiene gran aplicación en la soldadura es el acero; el acero es una aleación de varios elementos químicos principalmente hierro y carbono, se le agrega otros elementos químicos como el azufre, fosforo, silicio y manganeso, para fortalecer y/o mejorar sus propiedades principalmente mecánicas. El resultado de estos elementos agregados da como origen a los aceros al carbono y aceros con aleación. -Acero al carbono. Los aceros al carbono se clasifican a la vez en bajo, mediano y alto contenido de carbono; en estos aceros, el hierro y carbono son los componentes principales y se sueldan con facilidad los que presentan menos del 0.5 % de carbono. Ejemplos: -Hierro colado. -Hierro forjado. Materiales. Metales. No metales. Metales no ferrosos. Metales no ferrosos. Aceros. Hierro. Ejemplos: -Aceros al carbono. -Aceros aleados. Ejemplos: Plomo, cobre, magnesio, aluminio, estaño, cinc y cobalto. Ejemplos: Plásticos, cerámicos y materiales compuestos. -Acero con aleación. Este tipo de acero también presenta hierro, carbono y elementos químicos como el cromo, tungsteno, manganeso, níquel, vanadio, cobalto, molibdeno, cobre, azufre, fósforo, entre otros; con esta composición química, el acero ofrecerá mejores propiedades en la soldabilidad, resistencia a la corrosión, resistencia a la fractura, etc. Debido a la gran variedad de aceros que pueden obtenerse por los distintos porcentajes de carbono y otros elementos químicos que se pueden agregar, seclasifican a los aceros en cuatro dígitos; el primero indica el tipo de acero, el segundo dígito el contenido porcentual del elemento predominante en la aleación. Los dos últimos dígitos divididos entre 100 indican el porcentaje de carbono. Ejemplo: Un acero 1040 tiene las siguientes características: El 1 indica que es un acero al carbono, el 0 no presenta ningún porcentaje de aleación, los dos últimos dígitos indican 0.40% de carbono. Clasificación de la soldadura. La soldadura se considera un proceso de unión de materiales en el cual se funden parcialmente las piezas a través de la aplicación de calor y/o presión. Muchos procesos usan solamente calor sin aplicar presión; otros combinando calor y presión. Si las partes en contacto de las piezas estuvieran libres de óxidos y de humedad, con el simple acto de sobreponerlas se efectuaría la unión. Sin embargo, al presentar la superficie a nivel microscópico crestas y valles, impiden el acercamiento de los átomos periféricos, por lo que es necesario el aporte de la energía calorífica. La energía calorífica funde los bordes de los materiales metálicos logrando conformar una sola pieza con una nueva red cristalina, si en vez de calor se aplica presión, la ruptura de la capa de óxido entre las crestas y valles se nivelan por la deformación plástica permitiendo el contacto de las superficies a unir. Lo anterior es referencia para clasificar a la soldadura en dos tipos: Por fusión y por presión. -Soldadura por fusión. Este proceso utiliza calor para fundir los materiales a unir, se usa un segundo material conocido como aporte que iguala o mejora las propiedades de la unión. Los procesos representativos de este proceso son: El arco eléctrico protegido y la soldadura oxiacetilénica. Soldadura con arco eléctrico protegido. Este proceso de soldadura toma como referencia el calentamiento de las partes a unir a través de un arco eléctrico que se establece entre el metal de aporte y las piezas a unir. Soldadura oxiacetilénica. Es un proceso de unión en el que se utiliza gas combustible y oxígeno para producir una flama que funden los extremos de las piezas y con o sin aplicación de metal de aporte. -Soldadura por presión. Proceso En este tipo de soldadura, la unión se obtiene mediante una presión aplicada a las superficies a unir previamente calentadas a determinada temperatura. Entre los procesos comunes de este tipo se encuentran la soldadura por fragua y la soldadura por resistencia eléctrica. Soldadura por fragua. También se conoce como soldadura por forja; consiste en calentar las piezas en una fragua, después por medio de presión o golpeteo con un mazo y yunque se unen las piezas. Soldadura por resistencia eléctrica. Este proceso, utiliza una combinación de calor y presión para obtener la unión. El calor se genera a través de una resistencia eléctrica y la presión a través de elementos mecánicos que presenta la máquina de soldar. SOLDADURA CON ARCO ELÉCTRICO PROTEGIDO. En la actualidad, en la soldadura por arco eléctrico se establece la corriente eléctrica a través del aire ionizado producido por el voltaje o la diferencia de potencial inducida entre la pieza y el electrodo, tal como se observa en la figura 4. La descarga eléctrica se caracteriza por una elevada intensidad de corriente que oscila entre 10 y 300 amperes y una diferencia de potencial entre 25 y 50 volts El calor obtenido por el arco es intenso, lo que resulta favorable para la operación de soldar. Las temperaturas alcanzadas son aproximadamente de 3 500°centígrados. En el circuito eléctrico formado por el electrodo y el arco, la intensidad de corriente depende de la tensión y la resistencia del circuito. Descripción del proceso de soldadura por arco eléctrico la soldadura de arco metálico protegido con electrodo revestido y la define como la unión de dos partes metálicas mediante un material de aporte conocido como electrodo revestido. La transferencia del electrodo hacia el metal base es a través de una zona eléctrica generada por la intensidad de corriente o amperaje. Nomenclatura de un cordón de soldadura por arco eléctrico. El cordón de soldadura es el depósito de metal fundido resultado del arco establecido entre el metal base y el electrodo. Las partes principales del cordón son: Zona de soldadura, zona de penetración, zona de transición, cara, garganta, pie, lado y raíz. -Zona de soldadura. Es la zona central que está formada por el metal de aporte y las piezas a unir. -Zona de penetración. Parte de las piezas que han sido fundidas por los electrodos. La mayor o menor profundidad de esta zona define la penetración de la soldadura. -Zona de transición. Zona que no ha sido fundida y que soporta altas temperaturas; es la más próxima a la zona de penetración. -Cara. Es la superficie del cordón de soldadura después de quitar la escoria. -Garganta. Corresponde a la altura de penetración del cordón. Es una de las dimensiones fundamentales para determinar la soldadura. -Pie. Punto en donde inicia la preparación de la unión del metal base. -Lado. Se refiere a la inclinación de la preparación en el metal base. -Raíz. Es la parte inferior de la soldadura y se relaciona con la penetración en la unión. Variables que intervienen en un proceso de soldadura por arco eléctrico. Diferencia de potencial. Es la presión que una fuente de suministro de energía eléctrica ejerce sobre las cargas eléctricas en un circuito eléctrico. Es una de las unidades básicas de la soldadura por arco, está en función de la intensidad de corriente, resistencia eléctrica y se expresa con la siguiente fórmula: V = I R Donde: V= Diferencia de potencial, tensión o voltaje. I= Intensidad de corriente o amperaje. R= Resistencia eléctrica. La diferencia de potencial se conoce también como tensión o voltaje, en soldadura por arco eléctrico protegido se distinguen tres tipos de voltaje: -Voltaje primario. Es la entrada de voltaje a la máquina generadora que puede ser de 120, 220 y 440 volts, con una frecuencia de 50 o 60 Hertz. -Voltaje en vacío. Es la tensión antes de iniciar el arco, oscila entre 60 a 70 volts aproximadamente. -Voltaje de trabajo. Es la tensión o voltaje obtenido durante el arco establecido en el proceso de soldadura, varía entre 7 y 28 Tipos de corriente eléctrica. Corriente alterna. Su característica principal es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo posea la corriente. En este tipo de corriente, el amperaje varía con el tiempo y cambia de sentido de circulación a razón de 50 o 60 veces por segundo según la frecuencia de 50 o 60 hertz Corriente continua o directa. Es aquella corriente cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen en el mismo sentido en un circuito eléctrico, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo, tal como ocurre en las baterías o en cualquier otra fuente generadora de corriente. el voltaje y la intensidad se mantiene constantes conforme pasa el tiempo A= 40 (D-1)