soldadura por fricción láser y ultrasonido

7/24/2019 Soldadura Por Fricción Láser y Ultrasonido

http://slidepdf.com/reader/full/soldadura-por-friccion-laser-y-ultrasonido 1/37

Soldadura por fricción,soldadura por rayo láser ysoldadura por ultrasonido

EQUIPO 2: Regina Bolaños / Andrés Córdova / Elsa

García / Cristina Padilla

29/enero/2013

Profesor MD Gustavo Adolfo Pérez Bolde

SISTEMAS DE UNIÓN

sábado 19 de octubre de 2013



Soldadura por fricción

fsw• Friction Stir Welding.• Desarrollado por el TWI (“Technological

Welding Institute”) de Inglaterra desde hace

aproximadamente 20 años.• Proceso de unión de dos piezas que se

realiza en estado sólido, sin necesidad deun material de aporte.




• Una herramienta cilíndrica con un perno ensu extremo ejerce cierta PRESIÓN y

VELOCIDAD DE ROTACIÓN que permitesoldar piezas juntas a tope y a solape degran longitud.




• Supera la mayor limitación del procesoconvencional por fricción que consiste en

la restricción de su aplicación a piezas consimetría de revolución.

Soldadura convencional por fricción para piezas con simetría de revolución

VIDEO: http://www.youtube.com/watch?v=xLXBQmSFOE0

Soldadura por fricción-agitación FSWVIDEO: http://www.youtube.com/

watch?v=EyPZz0w6O_I


http://www.youtube.com/watch?v=EyPZz0w6O_I






FASE DE FRICCIÓN

– El perno adquiere la velocidad necesaria para

empezar a penetrar en la junta de los dosmateriales que se quieren unir.

– Se da un aumento de temperatura debido a lafricción que se produce al presionar el mismo

sobre la unión de los materiales.




FASE DE CALENTAMIENTO Y UNIÓN

– Los materiales a unir se ablandan adquiriendoun estado plástico.

– La herramienta empieza a moverse a lo largode la junta manteniendo la fuerza de la presión yel movimiento de rotación para ablandar y unirtoda el área a soldar.




FASE DE FRENADO

– Se finaliza la unión de toda la línea de

soldadura. – Disminuyen la velocidad de rotación y la

presión del perno.

– La parte sobrante del perno es removida.

FASE DE ENFRIAMIENTO Y UNIÓN

– El material al enfriarse pasará de nuevo a unestado sólido quedando así lista la soldadura.




VENTAJAS

• Puede ser automatizado.

• Ciclos cortos de operación.

• No emite radiación ni gases nocivos.

• No requiere gas de protección.• Se ahorran material y operaciones.




• No necesita lijado ni cepillado posteriorporque no hay porosidad ni cavidadesinternas.

• Se consiguen soldaduras de alta calidadcon baja distorsión, superando uniones de

difícil soldadura por métodos de fusiónconvencionales.

• Es muy versátil por todo el tipo de uniones

que se pueden realizar (juntas lineales por una o doscaras, piezas superpuestas, unión en esquina o en forma de

T, circunferencias, ángulos, 3 dimensiones).




• Las piezas a unir deberán estar firmementeancladas.

• Quedará un pequeño agujero al final de la

soldadura a menos que se utilice un pernoespecial.

• Los materiales a soldar deben ser

forjables; no se permiten cerámicas,hierros fundidos, etc.

• Los materiales deben de generar fricciónen la interfase de contacto a través de la

presión y la rotación; no se pueden soldar

RESTRICCIONES Y CONSIDERACIONES




• Se tendrá que tener en cuenta el material empleado para la herramienta de

soldadura en función a los materiales quese van a querer soldar.

• Si se quieren soldar hierros fundidos oaceros endurecidos, se requerirá una

temperatura más elevada que para otrotipo de materiales.




MATERIALES

• Aleaciones de aluminio (Al) de hasta 75mm (3”) de espesor

• Cobre (Cu) y sus aleaciones• Plomo (Pb)• Titanio (Ti) y sus aleaciones• Aceros suaves

• Aceros inoxidables austeníticos ymartensíticos

• Aleaciones de níquel (Ni)•

Aleaciones de magnesio (Mg)sábado 19 de octubre de 2013



APLICACIONES

• Reparaciones de fisuras en estructuras deplataformas, barcos y tuberías.

• Industria naval y la marina (páneles para

cubiertas, tabiques, cascos, etc.




• Industria aeroespacial (alas y colas de losaviones, tanques de combustible, etc.).

• Medios de transporte terrestre (cuerpos decamiones, motores y chasis.




• Tanques de gas.

• Equipos de cocina.

• Intercambiadores de calor en la industriaquímica.

• Almacenes para la industria agrícola, entreotros…




Soldadura láser•

Proceso de unión por fusión utilizado porprimera vez a mediados del siglo XX.

• Usa la energía aportada por un haz de luzláser que genera un punto de densidad de

alta energía de aproximadamente 2 mm dediámetro para poder unir dos materiales apartir de su fundición.

•

No necesita de un material externode aporte.




• Por medio de espejos, se manda toda laenergía que el láser emite a una zona

reducida del material que es justo elespacio que quiere ser unido.• Estos espejos también permiten controlar

la profundidad de penetración así como el

ancho de cordón de soldadura que serequiere.

Esquema de proceso de soldadura láser

VIDEO: http://www.youtube.com/watch?v=OhKatfrk3Cssábado 19 de octubre de 2013

C d l i l ll l d

http://www.youtube.com/watch?v=OhKatfrk3Cs





• Cuando el material llega a la temperatura defusión, se da una ionización de la mezcladel material fundido con los vapores quese van generando en el proceso y por estasreacciones se forma una especie deplasma.

• Para que el cordón de soldadura aplicadopor láser sea lo más homogéneo posible se

puede aportar un gas inerte como puedense Argón (Ar) o Helio (He) evitando la




VENTAJAS

• Muy buena calidad con niveles dedistorsión mínimos.

• Es el tipo de soldadura de más altaprecisión por su alto grado de control.

• Tiene gran flexibilidad mediante susalida por fibra óptica.

• Es una soldadura dúctil y libre deporosidades.

•

Ahorro de costos de procesos post-soldadura.• Se puede automatizar y alcanzar altas

velocidades.




•

La reparación de elementos utilizandosoldadura por láser ofrece una resistencia

superior al desgaste y resiste la erosión. • Es una soldadura especialmente eficaz en

piezas delgadas, sin embargo, es posiblesoldar materiales de hasta 1” de espesor.

• No hay desgaste de herramientas porqueno hay contacto directo con la soldadura.

• Generalmente no se necesita material de




• Se pueden soldar materialesdisimilares.

• Permite soldar en campo sinnecesidad de desmontar moldes omatrices.

• No hay riesgos de distorsión,debilitamiento o aparición de fisuras.

• Se produce concentración de calorsobre la pieza en zonas muylimitadas y definidas.




RESTRICCIONES Y CONSIDERACIONES

• El equipo necesario para la soldadura porláser es de costo elevado y consumemucha potencia eléctrica.

•

No es posible realizar cordones muyanchos.• Es difícil soldar materiales con alta

reflexión de la luz.• Si la intensidad de la luz del láser no se

controla adecuadamente se puede llegar aperforar el material.




MATERIALES• Aluminio (Al)• Titanio (Ti)• Metales ferrosos (Fe)• Cobre (Cu)• Níquel (Ni)• Acero inoxidable• Columbio (Cb)• Superaleaciones




APLICACIONES• Trabajos de reparación repetitivos y de alta

precisión.• Ensamblaje de láminas metálicas sin

deformación.

• Aeronáutica y ferrocarriles.• Piezas de electrodomésticos.




• Muebles metálicos.•

Aerogeneradores.• Máquinas de procesado y embalaje de

alimentos.• Instrumental medico, quirúrgico y dental.




MÁQUINA DE SOLDADURA LÁSER

• Base de la máquina.• Mesa de cruz x/y motorizada.•

Láser.• Suministro de gas (Helio/Argón).• Microscopio.• Arreglo de prensado.• Brazo mecánico.


S ld d l id



Soldadura por ultrasonido

•

Se originó en Alemania desde 1936, hasta1950 cuando comenzó a darse a conocer enciertos sectores de la industria.

• Proceso utilizado tanto

para unir plásticos como para unir metales.


• Se colocan los materiales uno encima de



• Se colocan los materiales uno encima deotro, se emite una onda ultrasónica quemueve las moléculas de ambos materiales

provocando que éstas se fundan.

• Las piezas a soldar no se calientan hasta el

punto de fusión, sino que se sueldan

Soldadura por ultrasonidoVIDEO: http://www.youtube.com/watch?v=q7w3DkdS3_c


Ó



SOLDADURA ULTRASÓNICA DEPLÁSTICOS• Para la unión de piezas con soldadura

ultrasónica de plásticos las vibraciones sonintroducidas verticalmente.

•

Para la unión de piezas con soldaduraultrasónica de metales las vibraciones sonintroducidas horizontalmente.

SOLDADURA ULTRASÓNICA DE METALES


VENTAJAS



VENTAJAS

• No utiliza productos consumibles.• Ciclos menores a 1 segundo.• Consume poca energía.• No produce gases ni olores nocivos.• Puede ser controlada electrónicamente.• Se pueden unir metales diferentes.

• La calidad de la soldadura es alta yuniforme.

• No hay acumulación de calentamiento.




RESTRICCIONES

• No se pueden hacer soldaduras de cordón.• Sólo se pueden soldar piezas con

espesores menores a 3 mm.• Sólo se pueden unir superficies planas o

con poca curvatura.• Tiene un costo alto.




MATERIALES

• Metales (aluminio (Al), cobre (Cu), níquel(Ni), latón, etc.).

• Plásticos termosoldables (ABS, poliamidas,polipropilenos, etc.).


APLICACIONES



APLICACIONES

• Unión de cables a terminales.• Industria automotriz.• Aparatos electrodomésticos.• Industria de las comunicaciones.• Industria electrónica.




MÁQUINA PARA SOLDADURAULTRASÓNICA

•

Los equipos de soldadura por ultrasonidoestán constituidos principalmente por elgenerador, el convertidor eléctrico y elsonotrodo reflector.




EQUIPO DE SEGURIDAD


BIBLIOGRAFÍA



BIBLIOGRAFÍA(2006). ¿Qué es la soldadura ultrasónica?. ( en línea): http://www.quiminet.com/articulos/que-es-la-

soldadura-ultrasonica-6721.htm consultado el 26/enero/2013.

(2012). Soldadura por láser. (en línea): http://www.ecured.cu/index.php/Soldadura_por_láser consultado el

26/enero/2013.

(2013). Ventajas de la soldadura láser. (en lí nea): http://www.argimetal.com/op6.asp?1 consultado el 26/

enero/2013.

(2013). Soldadura de aluminio por fricción. (en línea): http://www.esabna.com/mx/sp/educacion/

Procesos/Soldadura-de-Aluminio-mediante-Batido-por-Friccion.cfm consultado el 26/enero/2013.

Soldadura por ultrasonido. (en línea): http://www.construccion-civil.com/2011/03/soldadura-por-

ultrasonido-existe-si.html consultado el 27/enero/2013.


http://www.construccion-civil.com/2011/03/soldadura-por-ultrasonido-existe-si.html



http://www.argimetal.com/op6.asp?1






http://www.esabna.com/mx/sp/educacion/Procesos/Soldadura-de-Aluminio-mediante-Batido-por-Friccion.cfm






http://www.ecured.cu/index.php/Soldadura_por_l%25C3%25A1ser

http://www.ecured.cu/index.php/Soldadura_por_l%25C3%25A1ser

http://www.quiminet.com/articulos/que-es-la-soldadura-ultrasonica-6721.htm




soldadura por fricción láser y ultrasonido

Documents