SOL DA SOL DADU DURA RA PO POR R RESISTENCIA ELECTRICA EXSA EXSA S.A S.A . Divis iv isió ión n Má Máquin qu ina as y Acce Ac ceso sori rios os Expositor: Pedro Sanchez Silva Cruz
RESISTANCE WELDING (RW)
Grupo de procesos de soldadura que produc producen en la la unión unión de las las super superfi ficie cies s en contacto mediante el calor producido por la resistencia de las piezas de trabajo al flujo de corr corrien iente te de de solda soldadur dura a atrav atravez ez de un un circuito del cual las piezas de trabajo toman parte, y con la aplicación de presión.
RESISTANCE WELDING (RW)
Grupo de procesos de soldadura que produc producen en la la unión unión de las las super superfi ficie cies s en contacto mediante el calor producido por la resistencia de las piezas de trabajo al flujo de corr corrien iente te de de solda soldadur dura a atrav atravez ez de un un circuito del cual las piezas de trabajo toman parte, y con la aplicación de presión.
PROCESOS DE SOLDADURA POR RESISTENCIA :
FLASH WELDING (FW) Sold Soldeo eo por por chi chisp spa a ó chis chispo porro rrote teo o
PERCUSION WELDING (PEW)
PROJECTION WELDING (PW)
RESISTANCE SEAM WELDING (RSEW)
– HIGH FRECUENCY (RSEW-HF) – INDUCTION (RSEW-1)
PROCESOS DE SOLDADURA POR RESISTENCIA :
RESISTANCE SPOT WELDING (RSW)
UPSET WELDING (UW) Soldadura a tope
– HIGH FREQUENCY (UW-HF) – INDUCTION (UW-I)
PROCESOS DE SOLDADURA POR RESISTENCIA*
Soldadura por puntos
Soldadura por Resaltes o Protuberancias
Soldadura por Roldanas
PROCESOS DE SOLDADURA POR RESISTENCIA
Soldadura a Tope
Soldadura por Chispas
Soldadura por alta frecuencia
SOLDADURA POR PUNTOS (RSW ):
Soldadura por resaltes ó Protuberancias (PW)
Soldadura por Roldanas (RSEW)
Soldadura a Tope (UW)
Soldadura por Chispas (FW)
Soldadura por Alta Frecuencia
HISTORIA
Inventada por Elihu Thomson Massachusetts en 1877 Llamada INCANDESCENT WELDING, fue usada comercialmente desde 1880. Thomson continuó desarrollando otros tipos de soldadura por resistencia.
FACTORES INVOLUCRADOS
Ley de Joule
2
Q=I .R.t Q : ( Joules )
I : ( A mperios ) t : ( segundos ) R : ( Ohmnios )
Ley de Joule
2
Q =0.24 I .R.t Q : ( Calorías ) 1 Cal = 4.18 J
I : ( A mperios ) t : ( segundos ) R : ( Ohmnios )
Definición Experimental del Efecto Joule Fe
Q
R A I
I B
Definición Experimental del Efecto Joule * Fe Cu Fe Cu
Q1
R A I
Fe Cu Fe Cu
I
Q2 B
Variables Básicas
Características físicas y eléctricas de los materiales a soldar
Intensidad de corriente a través de las chapas
Tiempo de soldadura
Diámetros de los electrodos
Compresión entre electrodos y chapas
Tiempo de acercamiento
Características físicas y eléctricas
Resistividad eléctrica
Conductividad térmica
Expansión térmica
Dureza y resistencia mecánica
Resistencia a la oxidación
Intervalo de temperatura plástica
Propiedades metalúrgicas
Resistencia Eléctrica
Calor generado por la corriente de soldadura es directamente proporcional a la resistencia. Metales de baja resistividad requiere mas corriente. El cobre puro tiene baja resistividad eléctrica. Los metales con alta resistividad eléctrica son mas soldables.
Conductividad Térmica
Parte del calor generado durante la soldadura de resistencia, se pierde por conducción hacia el metal base. Metales de alta conductividad térmica son menos soldables. El aluminio es de alta conductividad térmica. Propiedades de conductividad eléctrica y térmica en algunos metales van asociados.
Expansión Térmica
Es coeficiente de expansión térmica
Es dilatación del metal.
La variación de temperatura puede ocasionar deformación de pandeo.
Dureza y Resistencia Mecánica Los electrodos marcan fácilmente los metales suaves. Metales duros y resistentes requieren fuerzas elevadas para los electrodos. Se usan electrodos de alta dureza para evitar la deformación rápida de los electrodos. A metales que conservan alta resistencia mecánica, requieren el empleo de maquinas que aplican fuerza de forjado a la soldadura.
Resistencia a la Oxidación
Metales de uso común se oxidan en el aire. El oxido superficial tiene alta resistencia, lo que reduce la soldabilidad por resistencia de los metales. Esto puede ocasionar inconsistencia en la resistencia mecánica de la unión. En aluminio se forman óxidos superficiales con rapidez. En inoxidable no es necesario la eliminación de óxidos.
Intervalo de temperatura Plástica Si el metal se funde y fluye en intervalo de temperatura estrecha, es necesario el control de las variables de soldeo. En aleaciones de aluminio tienen intervalos plásticos estrechos. En aceros de bajo carbono tienen un amplio intervalo plástico y se suelda fácilmente por resistencia.
Propiedades Metalurgicas
El rápido enfriamiento causara endurecimiento en algunos aceros. El acero al carbono puede endurecerse con tal rapidez ocasionando grietas en la soldadura. Para lograr las propiedades mecánicas optimas en la región de soldadura, las aleaciones deben ser tratadas con calor para recibir un tratamiento térmico adecuado después del soldeo por resistencia.
Generación de Calor *
Influ nf lue encia nc ia directa di recta del Efe Efect cto o de d e Joul Jo ule e La produ pro ducci cción ón de calor calor es muy m uy rápid rápida a sgo o dist di stin inti tivo vo de la sol solda dadu dura ra por – (Rasg resistencia)
Factores que afectan la Generación de Calor
Las resistencias eléctricas dentro del metal soldado y los electrodos Las resistencias de contacto entre superficies La pérdida de calor hacia los electrodos y piezas de trabajo
Factores que afectan la magnitud de la resistencia
La condición superficial del metal base y del electrodo El contorno y tamaño de la cara del electrodo La fuerza del electrodo
Efecto de la corriente de soldadura
La corriente es el parámetro más importante Es necesaria una densidad de corriente mínima durante un tiempo finito para producir fusión y vencer las pérdidas El tamaño de la soldadura y su resistencia mecánica aumentan al aumentar la densidad de corriente
Causante de alteraciones en la corriente
Fluctuaciones en el voltaje de línea Variaciones debidas a la configuración del equipo Variación de la densidad de corriente en las caras internas de soldado – Desviación de la corriente – Defectos en los electrodos o tamaño de las proyecciones.
Problemas causados por el exceso de la corriente
Expuls xp ulsión ión del del meta metall fund fu ndido ido
Ag A g r i etam et amii ent en t o d e la l a so s o l d adu ad u r a
Menor no r re r esist si ste encia nc ia mecánic mecánica a
So b r ec alenta lent amie mi en to d el me m et al ba b as e
Depre pr esion si one es prof pr ofun unda das s en las las pie pi ezas
Rápido pi do dete deteri rior oro o y sobr so bre ecale calent nta amie mi ento nt o de los electr lectrodo odos s
Efecto del tiempo de soldadura
La velo veloci cida dad d de gene generació ración n del del calor debe ser ser tal tal que se produ pr oduz zcan can solda sol dadur dura as con la resistenci resis tencia a mecáni mecánica ca adecua adecuada da sin un cale calent nta amie mi ento nt o exc xce esivo si vo ni dete deteri rioro oro rápi rápido do de los electr lectrodos odos El tie t iemp mpo o de d e sold so lda adura du ra y el el amperaje amperaje son so n complementarios En cierta c iertas s apl aplic ica acion ci one es se dosifi dosi fica ca la soldadura so ldadura en pul p ulsos sos bre br eves ves de d e corri cor rie ente
Efecto de la presión de soldadura
El aum aume ento nt o de la pre pr esión si ón prod pr oduc uce e la dism di smin inuc ució ión n de la resi resist ste encia nc ia de cont co nta acto ct o y el calo calorr gene genera rado do en la interfase La pre pr esión si ón alta lt a favo favorece rece el con c onta tact cto o metal-me metal-metal tal si s i endo nd o en u n a mayor mayo r ár ea, dismin dis minuye uyend ndo o la l a densi densida dad d de d e corri cor rie ente
Influencia de los electrodos
Los electrodos deben poseer buena conductividad térmica Deben poseer la resistencia mecánica y dureza apropiada para resistir la deformación o aplastamiento contínuo aplicado en la soldadura.
Influencia de la condición de superficie
Los óxidos, impurezas, aceites y otras sustancias ajenas a la superficie afectan la resistencia de contacto y por tanto producen inconsistencias en la generación de calor Estas sustancias también producen el deterioro rápido de los electrodos.
Influencia de la composición del metal
La resistividad eléctrica de un metal influye directamente sobre el calentamiento resistivo durante la soldadura. La alta conductividad térmica y eléctrica promueve la pérdida de calor hacia los electrodos y el metal circundante.
Balance Calorífico o Equilibrio de Calor
Puede ser afectado por : – Las conductividades eléctrica y térmica relativas de los metales que se van a unir
– La geometría relativa de las piezas en la unión
– Las conductividades térmica y eléctrica de los electrodos
– La geometría de los electrodos
Disipación de calor *
Las pérdidas son esencialmente por conducción y en menor grado por radiación Se da en diferentes velocidades y en dos fases : – Durante la aplicación de la corriente – después de interrumpida la corriente
Ciclo de Soldadura Básico *
Tiempo de compresión
Tiempo de soldadura
Tiempo de retención
Tiempo Inactivo
Ciclo de Soldadura Completo *
Fuerza de precompresión
Precalentamiento
Fuerza de forjado
Tiempos de enfriamiento y templado
Poscalentamiento
Decaimiento de corriente
SOLDABILIDAD DE LOS METALES
Materiales soldables
Aluminio
Magnesio
Cobre
Níquel
Titanio
Aceros
Aceros Recubiertos
LIMPIEZA RIGUROSA DEL MATERIAL
- MAQUINADO -ABRASION -LIJADO -BAÑO QUIMICO -CEPILLADO
SOLDABILIDAD DE LOS METALES
ALUMINIO
0.75-2+
NICKEL 2.15
BRONCE 0.5-10+
ACERO AL CARBONO 10+
ACERO DE BAJA ALEACION 10+
ACEROS ALEADOS 10+
ACERO INOXIDABLE 35+ TITANIO 50+
Aplicación de impulsos de corriente
Soldadura de un solo impulso
Soldadura de múltiples impulsos
SOLDADURA POR PUNTOS
SOLDADURA DE PUNTOS Resistance Spot Welding, RSW
F
-F
ELECTRODOS
I PLANCHAS
I
ELECTRODOS
F
Ejemplo de electrodos para soldadura por puntos
Ejemplo de maquina de soldar por puntos
Aplicación robótica de RSW
Secuencia de laF Soldadura*
-F
ELECTRODOS
I PLANCHAS
PUNTO DE SOLDADURA
I
ELECTRODOS
F
Fases de la soldadura por puntos
RESISTENCIA DE CONTACTO
Resistencia de contacto en frio, en funcion del esfuerzo de compresión. 1. Resistencias de contacto entre electrodo y chapa. 2. Resistencias de contacto entre chapas.
Variación de resistencia de contacto entre las chapas, en función de la temperatura
VALORES DE RESISTENCIAS EN EL CONTACTO
Variación del diámetro del punto en función del tiempo de la soldadura, para una intensidad determinada
Esfuerzo de compresión vs. Diámetro del punto
CICLOS DE CALENTAMIENTO
Variación de los espesor es de las chapas en frente del punto de sol dadura, durante el perio do de calentamiento.
SOLDADURA POR PUNTOS (RSW)
Formación de una baño fundido en forma de lenteja entre dos metales solapados , debido al calor producido por el Efecto Joule y a una presión externa aplicada a las mismas; permitiendo la existencia de una continuidad entre los dos materiales.
Maquina de Soldar
COMPONENTES
Transformador de soldadura o fuente de poder
Medios de aplicación de presión
Controlador - Contactor
Electrodos
Fuente de poder trifásica para soldadura por puntos
Aplicaciones
Ensamblados con lámina metálica de acero de bajo Carbono : – Automóviles, gabinetes, muebles, línea blanca y similares.
Producción de alto volúmen de ensamblados de lámina metálica Aplicaciones comerciales : – Acero inoxidable, aluminio y aleaciones de
-Fabricar ensamblados con láminas de unos 3.2 mm, de espesor cuando el diseño permite el empleo de uniones de traslapo y no se requiren junturas a pruebas de fugas. -Hasta 6.35 mm. pero las cargas sobre tales uniones son limitadas y el traslapo de la unión añade peso y costo al ensamblado, en comparación a una unión a tope por arco. -En vez de la sujeción mecánica en uniones donde no se requiere desensamblado para mantenimiento. -Industria automotriz, gabinetes, muebles y productos similares. - El acero inoxidable, el aluminio y las aleaciones de cobre.
Ventajas de la soldadura de puntos
Rapidez de ejecución
Adaptabilidad a la automatización
Excelente para trabajos a destajo
Más rápida que la soldadura por arco o la soldadura fuerte El operario requiere poca capacitación
Desventajas de la soldadura de puntos
El desensamblado para mantenimiento o reparación es muy difícil
Mayor peso y costo de materiales
Equipos costosos
Mayores demandas de potencia eléctrica
Baja resistencias mecánicas a la tensión y fatiga
Variaciones del proceso *
Soldadura Directa – La corriente de soldadura y la fuerza se aplica en las piezas de trabajo con electrodos directamente opuestos
Soldadura Indirecta – La corriente de soldadura no sólo atravieza las piezas de trabajo en el sitio de la soldadura sino también sigue otro camino.
Variaciones del proceso *
Soldadura en paralelo Soldadura en serie – Dividen la corriente secundaria y la conducen atravez de las piezas de trabajo y electrodos por trayectos eléctricos paralelos o en serie formando puntos simultáneos.
Balance Calorífico *
Se alcanza cuando las profundidades de fusión en las piezas de trabajo son aproximadamente iguales Existe alteración al balance calorífico cuando se hace uniones con metales de diferentes espesores, conductividades eléctricas o una combinacíón de ambas.
Factores para el buen diseño de las uniones *
Distancia del borde
Traslapo de la unión
Embonamiento
Espaciado de la soldadura
Accesibilidad de la unión
Marcado de la superficie Resistencia mecánica de la soldadura
SOLDADURA POR ROLDANAS
SOLDADURA DE RESISTENCIA DE COSTURA Resistance Seam Weld, RSEW Refrigeración del electrodo
Pieza de trabajo
Electrodo rueda superior
Electrodo rueda inferior
Ejemplo de máquina para soldadura por roldanas Características
RT80
RT81
RT100
Alimentación monofásica
V 50Hz
400
400
400
Potencia de instalación
KVA
60
80
100
Potencia nominal
KVA
60
80
100
Fusible con retardo
A
150
200
250
Tensión secundaria en vacío
V
5.1
6.7
7.9
Capacidad de soldadura
mm
1.2+1.2
1.2+1.2
1.5+1.5
Fuerza a los eléctrodos
daN
400
400
800
Extensión brazos
mm
450
800
700
1150 800 2020
1450 800 2100
1450 800 2100
800
900
1470
Dimensiones Peso
m m
p l h Kg
-Se realiza en piezas traslapadas. - Envases hermeticos de gases y liquidos ensamblados en lamina, como tanques de gasolina para automóviles. Esto debido a las costuras continuas. -Secciones tubulares estructurales, que no requieren costuras a prueba de fugas. Esto debido la posibilidad de junturas longitudinales.
Otras aplicaciones
SOLDADURA POR ROLDANAS (RSEW) *
Posee el mismo principio de la soldadura por puntos a diferencia que se pueden obtener soldaduras lineales que pueden producir gran estanqueidad.
Aplicaciones
Uniones continuas y hermeticas para tanques de gases o líquidos Tanques de gasolina para autos Junturas longitudinales en secciones tubulares que no requieren costuras a prueba de fugas
Ventajas y Limitaciones
Posee las mismas ventajas y limitaciones de la soldadura de puntos Capacidad de producir una junta a prueba de fugas Sólo siguen trayectos rectos o uniformemente curvilíneos Propiedades mecánicas inferiores a las de soldaduras de puntos
Variaciones del proceso *
Soldadura de costura de traslape
Soldadura de costura de masa
Soldadura de costura de acabado metálico Soldadura de costura con electrodo de alambre Soldadura de costura de unión a tope
Balance Calorífico
La soldadura por costura de metales disímiles o de espesores desiguales presentan los mismos problemas de balance calorífico que la soldadura de puntos
Ciclo de Soldadura
La corriente se suministra en pulsos cronometrados (tiempos de calentamiento y tiempos de retención) El programa de corriente de soldadura y la velocidad de recorrido controlan el traslape de las pepitas
Ventajas de la Corriente a Pulsos
Mejor control del calor Permite que cada pepita de la junta se enfríe bajo presión Mínimas distorsiones de las piezas de trabajo Fácil control de la expulsión y el quemado Posibilidad de obtención de soldaduras firmes con mejor apariencia superficial
SOLDADURA POR PROYECCIONES Ó POR PROTUBERANCIAS
SOLDADURA DE PROYECCION Resistance Projection Welding, PW
Proyecciones
-Para unir una pieza estampada, forjada ó maquinada a otra pieza. - Para unir laminas metalicas a sujetadores ó dispositivos de montaje como penos, tuercas, chavetas, abrazaderas y manijas. -Para secciones con espesores entre 0.5 y 3.2 mm. - Las secciones más delgadas requieren máquinas especiales capaces de seguir el rápido colapso de las proyecciones.
Variaciones de la soldadura de proyección. Soldadura de alambres cruzados Entrepaños de para estufas y refrigeradores, parrillas de todo tipo, armazones de pantallas de lámparas, jaulas de animales de corral, canastas de alambre, cercas, rejas y malla para concreto reforzado.
Condiciones para soldadura de alambre cruzado de acero de bajo carbón Diametro
Tiempo en ciclos
Fuerza en Lb
Corriente
Resist. mecanic, libras/pulg2
15% de asentamiento
1/16
5
100
600
450
1/2
60
1700
10300
12200
30 % de asentamiento
1/16
5
150
800
500
1/2
60
3400
15800
13600
50 % de asentamiento
1/16
5
200
1000
550
1/2
60
5300
21000
14600
% asentamiento = Reducción de altura union / Diametro alambre más pequeño x 100
SOLDADURA DE PROYECCION
Proceso de soldadura derivado de la soldadura de puntos con la diferencia que el paso de corriente dentro del material no viene determinada por las dimensiones de los electrodos sino por las dimensiones de las protuberancias.
Aplicaciones *
Sirve principalmente para unir una pieza estampada, forjada o maquinada a otra pieza Soldadura de sujetadores como pernos, tuercas, vástagos roscados, chavetas, abrazaderas y manijas a una pieza de lámina metálica Soldadura de barras, tubos y alambres en cruz (artículos de cocina)
Ventajas
Se usa para unir piezas pequeñas entre sí y a piezas mayores; razones de espesor de 6 a1 Se pueden realizar varias soldaduras simultáneamente en un ciclo de soldadura Puede haber menos traslapo en las piezas y menos separación entre las soldaduras Produce generalmente un mejor aspecto
Ventajas Produce generalmente un mejor aspecto,
Las soldaduras se pueden ubicar con más
precisión, consistencia y son más uniformes Los electrodos se gastan menos y se
reducen los costos de mantenimiento No es tan sensible al aceite, incrustaciones
y recubrimientos que presenten las superficies
Limitaciones
La formación de proyecciones requieren generalmente una operación adicional Al hacer soldaduras múltiples es necesario mayor control en la altura de las proyecciones y el alineamiento de los troqueles; se hacen simultáneamente y se necesitan equipos de mayor capacidad Sólo se trabaja con láminas que produzcan proyecciones con características aceptables
Proyecciones
El propósito de una proyección es localizar el calor y la presión en un lugar específico de la unión.
El diseño de éstas determinan la densidad de corriente
Diseños de proyecciones *
Por troquelado
Por maquinado y forjado
Por estampado
Factores que afectan el Balance Calorífico
Diseño y ubicación de las proyecciones
Espesor de las secciones
Conductividades térmica y eléctrica del metal soldado Velocidad de calentamiento Aleación del electrodo
Ciclo de Soldadura
Corriente de Soldadura – La corriente para cada proyección generalmente es menor que la requerida en la soldadura de puntos
– En el caso de múltiples proyecciones la corriente de soldadura será aproximadamente igual a la corriente de una multiplicada por el número de proyecciones.
Ciclo de Soldadura
Tiempo de Soldadura
– Es aproximadamente igual para una o varias proyecciones del mismo diseño
– Se usan tiempo más largo que en la soldadura de puntos
Ciclo de Soldadura
Fuerza de electrodo
– Depende del metal soldado, el diseño de las proyecciones y el número de proyecciones
– La fuerza debe ser suficiente para aplanar por completo las proyecciones cuando alcancen la temperatura de soldadura, poniendo en contacto las superficies de las piezas de trabajo.
Soldadura de Alambre Cruzado
Es una soldadura de proyección que consiste en soldar varios alambres paralelos a otro u otros alambres o varillas perpendicularmente varios alambres
Aplicaciones
Parrillas para estufas, refrigeradores y de todo tipo
armazones de pantallas de lámparas, materiales para cría y transporte de aves de corral, canastas de alambre, cercas, rejas y malla para concreto reforzado
Materiales de alambre soldados
Acero al carbono Acero inoxidable – Requieren el mismo tiempo de soldadura, 60% de amperaje y 2.5 veces la fuerza que los de acero al carbono
Cobre-Níquel – Requieren el mismo tiempo de soldadura y amperaje y doble de fuerza que los de acero al carbono
SOLDADURA POR RESISTENCIA A TOPE
SOLDADURA POR RESISTENCIA A TOPE
Lo constituyen una familia de procesos empleados para unir piezas de sección transversal similar en todo el área de unión, sin añadir metal de aporte.
SOLDADURA A TOPE (UW)
Produce de soldadura de resistencia que produce una caolescencia en toda el área de las superficies de empalme o a lo largo de una unión a tope
Principios de funcionamiento Se efectúa básicamente en estado sólido Aumenta la temperatura en la que puede haber una rápida recristalización a lo largo de las superficies de empalme Se aplica fuerza a la unión para obtener contacto íntimo La fuerza de forja acelera la recristalización en la interfaz y expulsa los óxidos del metal de la unión
Metales soldados
Alambres, barras, tiras y tubos – Aceros al carbono – Aceros inoxidables – Aleaciones de aluminio – Latón – Cobre – Aleaciones de Níquel – Aleaciones de resistencia eléctrica
Secuencia de operaciones Cargar la máquina con las piezas alineadas sujeción de las piezas aplicación de la fuerza Iniciar la corriente de soldadura Aplicar una fuerza de forja Interrumpir la corriente Liberar la fuerza de forja
CALIDAD DE LA SOLDADURA
Aspecto de la superficie
Tamaño de la soldadura
Penetración
Resistencia mecánica y ductibilidad
Discontinuidades internas
Separación de las láminas y expulsión de metal C
Aspecto de la superficie
Debe presentar aspecto relativamente terso
Debe ser redondeada u ovalada
Libre de fusión superficial, depósito de electrodo, hoyos, grietas, marcado excesivo.
Tamaño de la soldadura
Debe de cumplir con las especificaciones de diseño
El diámetro de la pepita debe ser por lo menos 3.5 a 4 veces el espesor de la pieza exterior más delgada
Las soldaduras de proyección deberán tener un diámetro de pepita mayor o igual al diámetro de proyección original.
Penetración
La penetración mínima aceptable es el 20% del espesor de la pieza exterior más delgada.
La penetración máxima aceptable es el 80% del espesor de la pieza exterior más delgada
Penetraciones excesivas (100%) producirán expulsión, depresión de la superficie y deterioro rápido de los electrodos.
Discontinuidades internas
Incluyen grietas, porosidad o metal esponjoso, cavidades grandes e incluisiones metálicas
Son debidos a una fuerza de electrodo deficiente, excesiva velocidad de soldadura o retiro prematuro de los electrodos
SOLDADURA POR CHISPORROTEO
SOLDADURA DE DESTELLO Flash Welding, FW
Pasos: 1. Colocar las piezas 2. Sujetar las piezas en los dados (A) 3. Aplicar el voltaje de destello (B) 4. Iniciar el movimiento de las platinas (B) 5. Destellar a voltaje normal (C) 6. Terminal el destello 7. Volcar e inetrrumpir la corriente (D)
APLICACIONES DE SOLDADURA POR DESTELLO -Se puede soldar piezas con sección transversal no circular: por ejemplo, angulos, secciones en “H” y rectángulos. No se requiere rotación de las piezas. -Las piezas con sección transversal similar se pueden soldar con sus ejes alineados ó formando un ángulo, dentro de ciertos límites. -La pelicula de metal fundido en la superficies de empalme y su expulsión durante el vuelco, sirve para eliminar impurezas de la cara interna. -La preparación de las superficies de empalme no es crítica, excepto en el caso de piezas grandes que pudieran requerir un bisel para iniciar el destello. -Es posible soldar anillos con diversas secciones transversales. - La ZAT por destello es menor que las soldadura por vuelco.
Ejemplos de soldadura por destello
-Aplicables a aleaciones ferrosas y no ferrosas. Aceros al carbono, inoxidables, aleaciones de aluminio, niquel y cobre. Titanio (con protección gaseosa inerte) -Industria automotriz. Centros de ruedas a partir de anillos soldados por destello ue se forman de placas planas de acero rodado en frio. -Armazones de motores y generadores producidos soldando por destello placas y barras previamente enrolladas para darle forma cilindrica.
Soldadura de anillo por destello
Las cajas cilindricas para transformadores, las bridas circulares y los sellos para las cajas de tranformadores de potencia. Industria aeroespacial. Puntales para tren de aterrizaje, ensamblados de control, aspas de hélices huecas y anillos para los bastidores de motores a reacción. Industria del petróleo. Tuberias para perforación. Union de rieles de acero de relativa alto contenido de carbón con maquinas portátiles.
SOLDADURA DE VUELCO Upset Welding, UW
Pasos: 1. Colocar las piezas 2. Sujetar firmemente 3. Iniciar la Corriente 4. Aplicar fuerza de vuelco 5. Interrumpir la Corriente 6. Liberar fuerza vuelco 7. Soltar ensamble soldado
Ejemplo de equipo de soldadura a tope
Características
TR9
N12
SQ 120
V 50Hz
400
400
400
Potencia di in stalación
KVA
3
4
15
Potencia nom inal
KVA
3
4
20
Potencia max de soldadura
KVA
9.6
18
93
Fusible
A
10
10
40
Tensió n s ecundaria en vacío
V
2.6
2.2
4.2
Corriente secundaria de corto circuito
KA
4.4
10
28
Capacidad de so ldadura
Ø mm
0.8-8
1.5-12
3-19
565 565 1100
700 565 1150
800 600 1550
80
80
280
Al imen tac ión mo nofási ca
p
Dimensiones
m m
l h
Peso
Kg
- Se emplea en forjas de alambre y en la fabricación de productos hechos de alambre. -Para unir un rollo de alambre a otro. -Fabricación de una amplia gama de productos con barras, tiras y tubos. - Es posible soldar alambres y barras con diámetros desde 1.27 hasta 31.75 mm. Unidad de guia de la tira y primeras Etapas de la sección de formación de Tubos, aplicando soldadura de vuelco
Soldadura por Chisporroteo (FW)
Produce uniones a tope mediante la acción de un destello y la aplicación de presión .
Principios de funcionamiento
Colocacion de las piezas
Sujeción de las piezas en los dados
Aplicar el voltaje de destello
Inicial el movimiento de las platinas
Destellar a voltaje normal
Forjar la zona de soldadura
Soltar la pieza soldada
Ventajas
Posibilidad de soldar piezas con sección transversal no circular Las piezas con sección transversal se pueden soldar con sus ejes alineados o formando un ángulo Las impurezas de la cara interna se expulsan fácilmente
Ventajas
La preparación de superficies de empalme no es crítica Es posible soldar anillos con diversas secciones transversales Las zonas térmicamente afectadas de las soldaduras de destello son angostas.
Limitación
El ev ad a d em an d a d e p o t en c i a monofá mon ofásic sica a que qu e produ pr oduce ce un desequi desequili libr brio io en la l as lí l íneas neas de d e pote po tenc ncia ia prima pr imaria ria trifásic trifásica a Las Las part partíícula cu las s de meta metall fun f undi dido do expul xp ulsada sadas s dur d ura ante nt e el de d este st ello ll o repr repre esent senta an un u n pe p eligr li gro o de d e ince in cend ndio io,, pue pu eden den he h erir ri r al al ope o pera rado dorr en en los l os ojos oj os y
Limitación
Casi sie si empre mp re es es necesa necesari ria a la eli elimi minació nación n d el ma m ateria teri al de d e deste dest ello ll o En ocasio o casiones nes resu result lta a difí di fíci cill ali alinea nearr la l as pie pi ezas de d e tra tr abajo bajo con co n se s ecc cció ión n tra tr ansversal ns versal pe p eque qu eña. Las Las pie p iez zas por p or unir un ir deben deben te t ener secc seccio ione nes s tra tr ansve ns vers rsa ales les casi casi idé id éntic nt ica as
Aplicaciones Aplicacione s
Al A l eaci eac i o n es f err er r o s as y n o f err er r o s as A c ero er o s al c arb ar b o n o y d e baj b aja a aleac al eacii ó n – Ac A c ero er o s i n o x i d abl ab l es – Ac A l eaci eac i o n es d e alu al u m i n i o – Al A l eaci eac i o n es d e níq n íqu u el y d e co cobre – Al A l eaci eac i o n es d e ti t i t ani an i o (co (c o n esc es c u d o d e gas g as – Al inerte) ni ones de alumi lu mini nio o a cobre cob re – Uniones Al A l eaci eac i ó n d e níq n íqu u el a acer ac ero o
Productos representativos
Centros de ruedas en la industria automotriz Armazones de motores y generadores soldando placas y barras previamente enrrolladas Cajas cilíndricas para transformadores, bridas circulares y sellos Aspas de hélices huecas
Productos representativos
Anillos para motores a reacción y cohetes Tuberías para perforación en la industria del petróleo Soldadura de rieles de ferrocarril
Variables del proceso
Voltaje de destello
Tiempo de destello
Forja – Corte del voltaje de destello – Velocidad de forja – Distancia de vuelco – Magnitud y duración de la corriente de vuelco
Distancia de vuelco
Los óxidos y el metal fundido deben ser expulsados de la superficie de empalme
Las dos superficies de empalme deben entrar en contacto mínimo metal’etal en toda la sección transversal
Soldadura de Pernos SW Variación de la soldadura por proyección y vuelco
Se aplica a soldadura de pernos, unión de un perno metálico u otro componente similar a una pieza de trabajo. Se usan diversos procesos, resistencia, fricción y percusión.
Equipo de Soldadura de Pernos
Paso de soldadura de pernos por arco
Diametros de la base del perno
Pernos y dispositivos de sujeción que suelen usarse para soldadura de pernos
Plantilla simple para posicionar pernos con precisión
Soldadura de pernos por arco satisfactorias y no satisfactorias
Tabla de torsion tension y cizallamiento
Diagrama de selección de soldadura de pernos
Equipo de Soldadura de Pernos
Paso de soldadura de pernos por arco
Diametros de la base del perno
Pernos y dispositivos de sujeción que suelen usarse para soldadura de pernos
Plantilla simple para posicionar pernos con precisión
Soldadura de pernos por arco satisfactorias y no satisfactorias
Tabla de torsion tension y cizallamiento
Diagrama de selección de soldadura de pernos
Aplicaciones de unión de planchas
Aplicaciones de unión de Tubos
Hoja resistencia a punto
Hoja procedimiento por roldana
Hoja procedimiento por fusión
Normas relacionadas a la Soldadura de Puntos
AWS C1.1. Prácticas recomendadas para la soldadura de resistencia AWS c.1.3. Prácticas recomendadas para soldar por resistencia aceros de bajo carbono recubiertos AWS D8.5. Prácticas recomendadas para soldadura de resistencia de puntos con pistola portátil automotriz AWS D8.7. Prácticas recomendadas para soldadura de resistencia de puntos de calidad
SOLDADURA DE PERCUSION Percusion Welding, (PEW) - Union de contactos eléctricos a los brazos de contactores. -Combinaciones: cobre – cobre, plata-tungsteno con cobre, oxido de plata con cobre y oxido de plata-cadmio con latón. -Aplicaciones de producción se sueldan áreas entre 26 y 820 mm2. -Principalmente componentes y contactos eléctricos. -Los ensambles de grandes contactos para relevadores y contactores, se hacen con máquinas de percusión de fuerza magnética
Hoja de informacion De soldadura por puntos
Hoja de procedimiento de soldadura por roldana
Hoja de procedimiento de soldadura por fusión
Características físicas y eléctricas
Resistividad eléctrica
Conductividad térmica
Expansión térmica
Dureza y resistencia mecánica
Resistencia a la oxidación
Intervalo de temperatura plástica
Propiedades metalúrgicas
Resistencia Eléctrica
Calor generado por la corriente de soldadura es directamente proporcional a la resistencia.
Metales de baja resistividad, requiere mas corriente.
El cobre puro tiene baja resistividad eléctrica.
Los metales con alta resistividad eléctrica son mas soldables.
Conductividad Térmica
Parte del calor generado durante la soldadura de resistencia, se pierde por conducción hacia el metal base. Metales de alta conductividad térmica son menos soldables. El aluminio es de alta conductividad térmica. Propiedades de conductividad eléctrica y térmica en algunos metales van asociados.
Expansión Térmica
Es coeficiente de expansión térmica
Es dilatación del metal.
La variación de temperatura puede ocasionar deformación de pandeo.
Dureza y Resistencia Mecánica Los electrodos marcan fácilmente los metales suaves. Metales duros y resistentes requieren fuerzas elevadas para los electrodos. Se usan electrodos de alta dureza para evitar la deformación rápida de los electrodos. A metales que conservan alta resistencia mecánica, requieren el empleo de maquinas que aplican fuerza de forjado a la soldadura.
Resistencia a la Oxidación
Metales de uso común se oxidan en el aire. El oxido superficial tiene alta resistencia, lo que reduce la soldabilidad por resistencia de los metales. Esto puede ocasionar inconsistencia en la resistencia mecánica de la unión. En aluminio se forman óxidos superficiales con rapidez. En inoxidable no es necesario la eliminación de óxidos.
Intervalo de temperatura Plástica Si el metal se funde y fluye en intervalo de temperatura estrecha, es necesario el control de las variables de soldeo. En aleaciones de aluminio tienen intervalos plásticos estrechos. En aceros de bajo carbono tienen un amplio intervalo plástico y se suelda fácilmente por resistencia.
Propiedades Metalurgicas
El rápido enfriamiento causara endurecimiento en algunos aceros. El acero al carbono puede endurecerse con tal rapidez ocasionando grietas en la soldadura. Para lograr las propiedades mecánicas optimas en la región de soldadura, las aleaciones deben ser tratadas con calor para recibir un tratamiento térmico adecuado después del soldeo por resistencia.
