soldadura en frio y por ultrasonido
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“UNIVERSIDAD DE ORIENTRE”
NUCLEO ANZOATEGUI
ESCUELA DE INGENIERIA Y CIENCIAS APLICADAS
DPTO. DE TECNOLOGIA EN FABRICACION MECANICA
SOLDADURA POR
ULTRASONIDO
Y
SOLDADURA EN FRIO
PROFESOR:
Ángelo P.
BACHILLERES:
Marcos V.
Alcides L.
Orangel M.
Febrero, 2017
¿Qué es la soldadura por ultrasonido?
Principios básicos de la técnica.
Puntos a tener en cuenta para una correcta
soldadura.
Agentes negativos que impiden la soldadura.
Equipamiento necesario por el operario.
Nivel de preparación del operario.
Ventajas.
Desventajas.
Aplicaciones.
SOLDADURA
POR ULTRASONIDO
SOLDADURA POR
ULTRASONIDOLa soldadura ultrasónica es un proceso relativamente
nuevo, el cual fue descubierto por Johan Arrendell.
Consiste en una maquina con punta de base plana,
donde se colocan los materiales uno encima del otro y
después se baja la punta de la máquina, esta emite una
onda ultrasónica que mueve las moléculas de ambos
materiales provocando que estas se fundan. Los
parámetros deben ser ajustados cada vez que se altera
el espesor de la pared de los materiales a fundir.
Clasificación: (fuente primaria de energía)
• Química
• Eléctrica
• Mecánica (soldadura ultrasónica)
PRINCIPIOS BÁSICOS
DE LA TÉCNICAPRINCIPIO DE SOLDADURA POR ULTRASONIDO:
El principio de la soldadura por ultrasonidos, se basa
en la transformación de la energía eléctrica en energía
térmica, mediante el siguiente proceso:
Partiendo de la corriente alterna industrial de
220V a 50Hz, un generador se encarga de
transformarla en corriente alterna de alta
frecuencia, que oscila entre 20 y 50 KHz, según el caso.
Esta corriente es convertida mediante un transductor
piezoeléctrico, en vibraciones mecánicas de igual
intensidad, las cuales son transmitidas por el
sonotrodo (aplicado particularmente a la superficie de
la pieza a soldar) al director de energía.
PUNTOS A TENER EN CUENTA PARA UNA
CORRECTA SOLDADURA
a) Para un ensamblado óptimo, la superficie de unión debe
diseñarse con vistas a la soldadura.
b) Que la energía vibratoria se encuentre en un punto determinado,
y de ser posible, solo actué en el mismo. Ello es función de los
directores de energía.
c) Las piezas a soldar, deben haber sido diseñadas de modo que
conserven la estabilidad de forma; lo que implica dimensionar
suficientemente las paredes que absorben la energía sonora, de
manera que se evite el efecto membrana.
d) Situar la costura de soldadura en un solo plano.
e) Que el ensamblaje sea correcto, ni insuficiente (gripaje) ni
excesivo.
f) La altura del centraje no deberá ser inferior a 1mm.
g) Tener en cuenta, las fuerzas que se han de soportar las piezas
una vez soldadas: tracción, rotación, presión, impactos, etc.
AGENTES NEGATIVOS QUE
IMPIDEN LA SOLDADURA
Los pigmentos: las diferentes pigmentaciones, pueden hacer
variar las características de la soldadura, pudiéndose corregir en
la mayoría de los casos mediante la amplitud o el tiempo de
soldadura.
La humedad: la absorción de humedad, disminuye
considerablemente la soldabilidad; como el caso de la poliamida
inyectada.
Cargas y productos de refuerzo: las cargas de butadieno en los
materiales de impacto, disminuyen la soldabilidad, ya que los
vuelve absorbentes.
Efecto piel y oxidación: se observa poliamida e impide la
soldadura.
Los desmoldeadores: específicamente los siliconados y en
general cualquiera de ellos, impiden cualquier soldadura por
ultrasonidos.
EQUIPAMIENTO NECESARIO POR
EL OPERARIO
No se necesita ningún equipamiento especial para este
tipo de soldadura salvo lo necesario en cualquier fábrica
de producción en serie; como puede ser protección
auditiva, lentes de seguridad y botas de seguridad.
NIVEL DE PREPARACIÓN DEL
OPERARIO
No es necesaria una preparación extra para este tipo de
soldadura, ya que el manejo del equipo es sencillo y
muy intuitivo.
VENTAJAS• La soldadura ultrasónica permite unir metales
diferentes.
• Los tiempos de ciclo son menores a un segundo.
• La calidad de la soldadura es alta y uniforme
• Las ligas son normalmente más fuertes que las juntas
hechas con soldadura o por resistencia.
• Necesidad moderada de habilidad y entrenamiento del
operador para producir uniones de alta calidad.
• No requiere de soldadura o fundente
• No hay acumulación de calentamiento, de modo que no
se fragilizan las zonas afectadas por el calor.
• Las herramientas de soldadura no tienen desgaste, de
modo que es posible la producción automática de
millones de piezas a bajo coste.
• En los últimos años se han desarrollado programas
CAD de diseño de los sonotrodos, basados en la
experiencia previa recogida, que permiten un primer
diseño más fiable.
DESVENTAJAS
• La soldadura se restringe a soldadura de
solapa.
• No se permite hacer soldaduras de
cordón.
• Solo se pueden soldar piezas con
espesores menores a 3 milímetros.
• Solo se pueden unir superficies planas o
con poca curvatura.
• No es adecuada para partes estañadas.
• El costo del capital es más alto que el de
la soldadura manual.
APLICACIONES
La soldadura por ultrasonidos a 40 KHz es
adecuada para la producción en serie, por
ejemplo, para luces traseras de automóvil,
cassettes para película, monturas de diapositivas,
estilográficas y bolígrafos. Las grandes piezas
como deflectores de aire para automóvil, se
sueldan a 20KHz se emplean otras frecuencias
como 15 KHz, para la soldadura de plásticos de
ingeniería.
EJEMPLO DE USO EN
LA SOLDADURA ULTRASONICA
Fuente : YouTube
SOLDADURA EN FRIO
¿Qué vendría siendo la soldadura en frio?
Usos del producto.
Ventajas.
Limitaciones.
Aplicaciones.
Instalación.
Verificación de los componentes.
Preparación de la superficie.
Proceso de la soldadura en frio.
Verificaciones de continuidad de la soldadura
Indicaciones para obtener el mejor resultado
¿QUÉ VENDRÍA SIENDO
LA SOLDADURA EN FRIO?
Al principio parece imposible pensar que dos metales se juntan por
tan solo el hecho de acercarlos mucho. Pero este proceso se lleva
a cabo en circunstancias de vacío y acercándolos a solo unos
cuantos angstroms (hay 300 millones de angstroms en un
centímetro), la interacción entre los electrones libres y los átomos
ionizados puede ocurrir.
También se puede explicar diciendo que si dos superficies se
juntan, las dos siendo anatómicamente limpias y planas
considerando una escala atómica, se crea un enlace y por lo tanto,
una soldadura.
USOS DEL PRODUCTO
El sistema de soldadura en frio surge para su uso
principalmente como una alternativa a las soldaduras de
temperaturas elevadas convencionales, aunque no limitándose
exclusivamente a esto. El campo de utilización del producto es
muy variado, y puede considerarse su uso a cualquier situación
en que deban unirse dos elementos metálicos y asegurar un
contacto eléctrico franco y permanente entre ellos.
El sistema puede utilizarse tanto en conexiones en las que
solamente deban realizarse mediciones, como así también en
los casos en que deba inyectarse o colectarse corriente a
través de la soldadura.
Por tratarse de un sistema de trabajo en frio, es decir, sin focos
o puntos de altas temperaturas, se enumeran las ventajas
principales:
• Eliminación del riesgo laboral que implica una soldadura de
temperaturas elevadas convencional.
• Eliminación del riesgo de daños a las instalaciones.
• Utilización sin riesgos en zonas de atmósferas inflamables o
zonas clasificadas.
• Utilización sin riesgos en tuberías de alta presión o que
transporten fluidos inflamables (gasoductos de transporte,
oleoductos y poliductos, propanoductos, etc.).
• Utilización sin riesgos en tuberías en que se sepa y/o
sospecha pérdidas importantes de espesor, que harían
excesivamente riesgosa una soldadura convencional.
• Escasa dificultad de instalación.
• Alta capacidad de conducción de corriente. Se sugiere el valor
de 30 Amper como el nominal de la soldadura.
VENTAJAS
• Debe aplicarse en materiales con alta ductilidad (hierro,
madera, acero, plomo, plastilina entre otros.)
• Deformación durante el proceso.
• Limpieza crítica (es decir, que la superficie a soldar debe
estar extremadamente pulcra)
LIMITACIONES
La instalación de una soldadura en frio puede
ejecutarse fácilmente, mediante el cumplimiento de
instrucciones y consideraciones sencillas, y que son
además comunes a cualquier trabajo de soldaduras y
revestimientos en general.
INSTALACIÓN
APLICACIONES
• Sellado de tubos (Al, Cu, Ni).
• Unión de láminas o papel de Al o Cu.
• Alambres de: Al (aluminio), Cu (cobre), Au (oro), Ag
(plata).
Antes de la ejecución, verifique que dispone de todos los
elementos necesarios para la realización de la soldadura, es
decir, los provistos en el kit, más los otros necesarios para
ejecución de cualquier soldadura (limas, papeles abrasivos,
trapos, herramientas manuales comunes, etc.)
No utilice los materiales del kit si observa alguna falla o rotura
en los mismos.
VERIFICACIÓN DE LOS
COMPONENTES
PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE• Limpiar el entorne del caño o superficie en donde se
ejecutará la soldadura, librándola de tierra, grasa y suciedad,
pinturas y óxidos.
• Limpiar y preparar la superficie metálica mediante el uso de
limas o papeles abrasivos, hasta que se observe el metal
claramente limpio.
A continuación, se mencionan algunos aparatos que pueden
garantizar a los efectos de asegurar el correcto funcionamiento de
la soldadura. Es necesario que el operador o inspector que
realice las pruebas tenga conocimientos de
electricidad general, y estar familiarizado con el uso de
instrumentos eléctricos de medición
(multímetro, miliohmímetro de 4 puntas entre otros )
VERIFICACION DE CONTINUIDAD DE LA
SOLDADURA
PROCESOS DE LA SOLDADURA EN FRIO
Traslape Tope Rodillo Costura
INDICACIONES PARA OBTENER
EL MEJOR RESULTADO
• Tener en cuenta ante todo, el cumplimiento de las normativas
de seguridad vigentes.
• La ejecución y verificación de la soldadura debe ser realizada
por personal idóneo.
• Mantener el orden y limpieza en la zona de trabajo.
• Los componentes del kit de soldadura deben estar también
limpios y desengrasados.
Presión
TemperaturaTf0.5Tf
SOLDADURA
EN FRIO
Soldadura por presión
Difusión,
Presión de Gas,
etc.
Arco Voltaico (SMAW,
GMAW, TIG, etc.),
Oxy-gas,
Laser, etc.
Soldadura por Fusión
Resistencia electrica
Fricción
GRAFICO TEMPERATURA VS. PRESION
DE LA SOLDADURA EN FRIO
EJEMPLO DE PREPARACION Y USO DE
LA SOLDADURA EN FRIO
Fuente: YouTube