INFORME N°10 Tema: T ema: Choques INTEGRANTES: JUAN MIGUEL BECERRA BECERRA ALIAGA LABORATORIO ELECTRONICA /11/2016
Objetivo El objetivo de este informe es conocer mas afondo sobre el instrumento del laboratorio de electrónica “el soldador” y sus múltiples funciones y como hacer soldaduras como la soldadura blanda que tiene gran cantidad de aplicaciones, desde la fabricación de juguetes hasta de motores de aviones y vehículos espaciales. En general se utilia para la unión de pieas de peque!o tama!o, pieas de diferentes materiales, donde sería muy difícil utiliar un proceso de soldadura por fusión. "a soldadura blanda se suele utiliar en componentes electrónicos, como circuitos impresos o transistores, pieas ornamentales y pieas de intercambiadores de calor.
Marco Teórico "a soldabilidad es la aptitud que tiene un metal o aleación para formar uniones soldadas. #o obstante, este t$rmino denota un grupo e%tremadamente complejo de propiedades tecnológicas y es tambi$n función del proceso. "as funciones constituyen aleaciones base hierro con contenidos en carbono y otros elementos que le ofrecen algunas propiedades que el dise!ador requiere pero a su ve este material tiene resistencia a la tracción, con baja ductibilidad y alargamiento, resultando difícil de reparar mediante soldadura, a causa de formación de carburos a partir del grafito, lo que produce la tendencia a la figuración en la ona del borde de fusión
Soldadura blanda "a soldadura blanda &“soldering”' es el proceso de unión de dos pieas mediante calor y un material de aportación que se funde a una temperatura por debajo de los ()* + &- +/' y por debajo del punto de fusión de las pieas a ser soldadas. El material de aportación utiliado en soldadura blanda varía en función del material de las pieas a unir. "as aleaciones que m0s se utilian son de esta!o1plomo, esta!o1 plata, esta!o1inc. El objetivo de este proceso de soldadura entre pieas de iguales o distintos materiales, es crear una unión permanente de alta resistencia, simplificar la operación mec0nica y adoptar t$cnicas de producción sencilla, siempre compatible con las e%igencias de la producción en cadena entre otros. E%isten distintos m$todos para realiar la soldadura blanda por ejemplo el soplete, resistencia el$ctrica, ultrasonidos o por inducción entre otros. "a soldadura blanda realiada por inducción presenta una serie de ventajas frente a estos otros m$todos. Ventajas de soldadura blanda por inducción: 2ayor eficiencia del proceso alor r0pido y localiado ontrol de temperatura 3horro de energía "a o%idación es menor reación de juntas limpias, precisas y controlables 4ecnología no contaminante, limpia y segura onservación de recubrimientos de los materiales base El proceso elimina la deformación y otros cambios no metalúrgicos en diferentes regiones de las pieas a soldar
5ndustrias relacionadas que utilian este proceso industriales, petróleo y gas y energías renovables.
Dispositivo de soldadura
son
menaje,
deseados
aplicaciones
6on los elementos encargados de proporcionar el calor necesario para alcanar la temperatura de fusión del material de aportación para realiar la soldadura entre los dos materiales. "os dispositivos de soldadura m0s comunes son los denominados soldadores de esta!o, se especifican según su potencia en vatios dependiendo del tipo de trabajo. 3simismo, la forma y tama!o de la punta tambi$n depender0 del trabajo a realiar. "os tipos m0s comunes de soldadores son7 soldador de l0pi, soldador industrial, pistola de soldar y soldador de gas &soplete'.
/undente o pasta limpiadora El fundente juega un papel primordial para realiar la soldadura blanda, donde sus principales funciones son7 3islar del contacto del aire. •
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8isolver y eliminar los ó%idos que pueden formarse. /avorecer a la humidificacion del material base por el metal de aportación fundido, consiguiendo que el metal de aportación pueda fluir y se distribuya en la unión.
"os fundentes son meclas de muchos componentes químicos. Entre los que se pueden citar est0n los boratos, fluoruros, bóra%, 0cido bórico y los agentes mojantes. 6e suelen suministrar en forma de polvo, pasta o líquido. El fundente en polvo puede aplicarse en seco, o disolverse en agua o alcohol con lo que se mejora su adherencia. El tipo de fundente m0s conocido es el fundente en pasta9 el fundente líquido es el menos utiliado. El fundente debe aplicarse despu$s de la limpiea de las pieas mediante brocha, espolvoreando en el caso de polvo, o disolvi$ndolo con agua o alcohol con lo que mejora su adherencia. El fundente indica cu0ndo el material base ha alcanado la temperatura de soldadura y se debe aplicar el material de aportación, en muchos casos el fundente, cuando se funde, se vuelve transparente, indicando que ha llegado el momento de aplicar el metal de aportación. :na ve realiado el proceso de soldado, los residuos deben limpiarse para evitar la corrosión. 4ras retirarlo es necesario aplicar
un tratamiento de decapado, para eliminar los ó%idos que se hayan podido formar durante la soldadura en las onas no protegidas por el fundente. uando se utilia poca cantidad de fundente, o se han sobrecalentado las pieas, el fundente queda sobresaturado con ó%idos, volvi$ndose generalmente de color verde o negro, siendo difícil retirarlo, para este caso ser0 necesario sumergir la piea en un 0cido que actuar0 como decapante.
2etal de aportación Es el metal que se a!ade cuando se realia la soldadura. "as características que debe cumplir el metal de aportación son7 apacidad de mojar al metal base. •
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3propiada temperatura de fusión y buena fluide para permitir su distribución, por atracción capilar en las uniones. 6er capa de producir una unión soldada que cumpla los requisitos de resistencia mec0nica y a la corrosión en estado normal de servicio.
6e utilia cada material de aportación para un rango de temperaturas determinado, el metal de aportación debe interaccionar con el metal base con el que se va a utiliar. 6in embargo no debe formar ningún compuesto que disminuya la resistencia de la unión. El material de aportación se comercialia en forma de barras, pastas o carretes de hilo. "os materiales de aportación utiliados en la soldadura blanda son los siguientes7 •
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Estaño –Plomo: Es el metal de aportación m0s común y es el utiliado en casos generales. Estaño–AntimonioPlomo: 6e a!ade antimonio propiedades mec0nicas del material de aportación.
porque
mejora
las
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Estaño–Plata: 6e utilia en instrumentos de trabajo delicados.
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Estaño–!inc: 6e utilia para soldar aluminio.
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Estaño–"ismuto: 4iene una gran aplicación en el campo de la electrónica.
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Plomo–Plata: 2ejora la capacidad de mojado del plomo cuando $ste es empleado en la soldadura blanda de acero, fundición o cobre. !admio –Plata: 6e emplea en la unión de cobre y tambi$n, aunque menos, en la soldadura aluminio1aluminio teniendo una gran resistencia a grandes temperaturas. !admio–!inc: 6e emplea en la unión de aluminio. !inc–Aluminio: 6e utilia para la soldadura de aluminio obteniendo una gran resistencia a la corrosión .
Propiedades de la soldadura "landa "a resistencia de estas uniones a esfueros cortantes o de cialla, a temperatura ambiente, dependen de7 •
"a distancia entre los metales que se han de unir.
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"a temperatura de soldadura.
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El tiempo de calefacción.
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"a composición de los metales que se desea soldar.
"as propiedades de la unión varían si la aleación de aportación se alea o no con los metales base. "a distancia entre los metales que se desea unir puede variar bastante. #ormalmente no se recomienda la soldadura blanda para unir aluminio, pues para ello ya se utilian otros m$todos. ;ara soldar cinc o hierro galvaniado no debe estar presente el antimonio en el metal de aportación, ya que forman una combinación difícilmente fusible.
Proceso de soldadura blanda 6e destacan los siguientes procesos por su importancia7 •
6oldadura blanda con soplete
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6oldadura blanda en horno
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6oldadura blanda por inducción
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6oldadura blanda por resistencia
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6oldadura blanda por inmersión
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6oldadura blanda por infrarrojos
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6oldadura blanda con soldador de cobre
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6oldadura blanda por ultrasonido
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6oldadura blanda con pasta
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6oldadura blanda con olas
6oldadura blanda con soplete El calentamiento del metal de aportación se consigue mediante la llama de un soplete. "a soldadura puede llevarse a cabo con uno o m0s sopletes y puede ser manual o no. Es necesario aplicar un fundente para realiar el decapado. En general, el metal de aportación se va introduciendo manualmente entre las partes a unir. 6e puede utiliar como combustible7 acetileno, propano, gas natural o gas ciudad, y como comburente &aire u o%ígeno'. "a llama producida con o%ígeno ser0 de mayor temperatura que si se empleara aire, el gas quemado en el aire produce una llama de baja temperatura, sin embargo el acetileno en o%ígeno produce la temperatura m0s alta. 6e puede ajustar la llama para conseguir una soldadura satisfactoria, muchas veces se prefiere una llama reductora. :na e%cepción es el caso del cobre no deso%idado ya que para su soldadura es necesaria una llama o%idante o neutra. El ajuste de la llama o%iacetil$nica es f0cil ya que se puede tener diferentes llamas por simple observación. "a llama producida con otros combustibles es m0s difícil de distinguir. "a fusión del fundente ser0 una indicación de que se est0 alcanando la temperatura de soldadura. En el momento en que el fundente est$ completamente fundido, se aplicar0 el metal de aportación. uando el metal de aportación fluya por la unión, cesar0 el calentamiento.
Proceso de ejecución de la soldadura blanda Preparación # limpie$a de las pie$as a unir "as onas de las pieas a unir deben permitir un contacto lo m0s perfecto posible entre ellas, para ello ser0 necesario prepararlas. 4ambi$n ser0 necesario limpiarlas, eliminando la cascarilla, ó%ido o las posibles suciedades. ;ara la limpiea de la piea utiliaremos el fundente. "os m0s utiliados son7 cloruro de cinc, la sal de amoníaco y las resinas. :n indicio de la buena limpiea y ausencia de ó%idos de las pieas a unir es que el material de aportación fluye con normalidad, si est0n sucias se formar0n gotas. Preparación del soldador El calentamiento de las partes a unir y la fusión del material de aportación se realiar0n mediante el soldador, para ello se enchufar0 el soldador a la red el$ctrica para producir su calentamiento. 8eberemos tener en cuenta de que las puntas del soldador se encuentren limpias sin ningún tipo de restos de material de otras operaciones. Ejecución de la soldadura Estando las pieas juntas se aplica una capa de material fundente, se calientan mediante el soldador el$ctrico y se acerca el material de aportación, que al fundirse cae sobre la ona de unión. 3l pasar un tiempo, al solidificarse el metal &una ve retirado el soldador de la ona de unión', las pieas quedar0n unidas.
6oldadura de una junta ;ara soldar una junta entre ) pieas met0licas o no met0licas puede seguirse el siguiente proceso7 •
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olocar las ) pieas sobre una superficie adecuada. "impiar la ona de soldadura para eliminar los posibles ó%idos, grasas o pinturas. 6ujetar convenientemente las pieas de la ona de unión.
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3plicar una capa de fundente adecuado sobre la ona de unión. alentar el soldador hasta que las pieas a soldar alcancen la temperatura adecuada. 3plicar varios puntos de soldadura sobre la costura para que no se separe por efecto de la dilatación. :na ve puenteada la unión por soldar, hay que empear la costura por un e%tremo de la misma, desplaando el soldador en una sola dirección y a!adiendo el material de aportación siempre que se requiera. :na ve soldada la unión, se proceder0 a la limpiea de la misma para eliminar restos de fundente que se hayan podido quedar de las operaciones anteriores.
6oldadura de cables el$ctricos ;ara conseguir una unión perfecta entre ) cables, podemos seguir los siguientes pasos7 •
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;elar los e%tremos de los cables en una longitud adecuada a su sección. uando los cables no son de hilo rígido, es necesario trenar los hilos de cobre para evitar que se dispersen al aplicar el esta!o. 3plicar una capa de fundente sobre los e%tremos pelados de los cables. alentar el soldador hasta que las pieas a soldar alcancen la temperatura adecuada. 8epositar una peque!a cantidad de esta!o sobre cada uno de los e%tremos pelados de los cables &en toda su superficie'.
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