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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA
“LABORATORIO
DE SOLDADURA ”
Integrante:
Vega Figueroa, Marco Omar
20142109G
Curso
:
Procesos de Manufactura MC216
Profesor
:
Ing. Salazar Bobadilla, Alejandro
Sección
:
Especialidad
:
B
“
”
Ing. Mecánica- Eléctrica
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CONTENIDO 1. Objetivos……………………………………………..……..…… 3 2. Fundamento Teórico…………………………………………….3 3. Equipo y materiales………………………………………….… 9 4. Procedimiento …………………..………………….………….. 10 5. Cuestionario…………………………………………………….… 12 6. Aplicaciones……………………………………………………… 13 7. Observaciones y Conclusiones…………………………..… 14 8. Referencias…………………………………………………..…. 14
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1. OBJETIVOS
Demostrar la importancia del proceso de soldadura en la actualidad.
Conocer los elementos de seguridad empleados en el proceso de soldadura.
Identificar y diferenciar, los distintos distintos procesos de soldadura tales como soldadura Autógena, de arco eléctrico, eléctrico, MIG y soldadura de resistencia.
Conocer los diferentes elementos y aplicaciones que componen estos procesos de soldadura.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO Soldadura por resistencia eléctrica Este tipo de soldadura se basa en el efecto ef ecto Joule: el calentamiento se produce al pasar una corriente eléctrica a través de la unión de las piezas. El calor desprendido viene dado por la expresión: Q = 0,24 x I2 x R x. t Siendo: Q = calor (en calorías). I = intensidad de corriente eléctrica (en amperios). R = resistencia (en ohms) al paso de la corriente eléctrica. t = tiempo (en segundos). La soldadura por resistencia puede realizarse de las siguientes maneras:
Por puntos: Las piezas -generalmente chapas- quedan soldadas por pequeñas zonas circulares aisladas y regularmente espaciadas que, debido a su relativa pequeñez, se denominan puntos. Las chapas objeto de unión se sujetan por medio de los electrodos y, a través de ellos, se hace pasar la corriente eléctrica para que funda los puntos. Cuando se solidifican, la pieza queda unida por estos puntos, cuyo número dependerá de las aplicaciones y de las dimensiones de las chapas que se unen.
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Este tipo de soldadura por puntos tiene gran importancia en la industria moderna, sobre todo en chapa fina. Se emplea en la fabricación de carrocerías de automóviles, electrodomésticos (por ejemplo, heladeras), y en las industrias eléctrica y de juguetería. Existen algunas variantes de la soladura por puntos: por puntos individuales, por puntos múltiples, bilateral, unilateral, etc.
Por costura: La soldadura eléctrica por costura se basa en el mismo principio que la soldadura por puntos, pero en este caso las puntas de los electrodos se sustituyen por rodillos, entre los cuales y, presionadas por el borde de éstos, pasan las piezas a soldar.
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Soldadura por Arco La idea de la soldadura por arco eléctrico, a veces llamada soldadura electrógena, fue propuesta a principios del siglo XIX por el científico inglés Humphrey inglés Humphrey Davy, pero Davy, pero ya en 1885 dos investigadores rusos consiguieron soldar con electrodos de carbono. Cuatro años más tarde fue patentado un proceso de soldadura con varilla metálica. Sin embargo, este procedimiento no tomó importancia en el ámbito industrial hasta que el sueco el sueco Oscar Kjellberg inventó, en 1904, el electrodo recubierto. Su uso masivo comenzó alrededor de los años 1950.
Elementos
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UNI-FIM Esquema.
Plasma: está Plasma: está compuesto por electrones electrones que transportan la corriente y que van del polo negativo al positivo, de iones de iones metálicos que van del polo positivo al negativo, de átomos de átomos gaseosos que se van ionizando y estabilizándose conforme pierden o ganan electrones, y de productos de la fusión tales como vapores que ayudarán a la formación de una atmósfera protectora. Esta misma alcanza la mayor temperatura del proceso.
Llama: es Llama: es la zona que envuelve al plasma y presenta menor temperatura que éste, formada por átomos que se disocian y recombinan desprendiendo calor por la combustión del revestimiento del electrodo. Otorga al arco eléctrico su forma cónica.
Baño de fusión: la acción calorífica del arco provoca la fusión del material, donde parte de éste se mezcla con el material de aportación del electrodo, provocando la soldadura de las piezas una vez solidificado.
Cráter: surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y profundidad vendrán dadas por el poder de penetración del electrodo y los valores eléctricos empleados.
Cordón de soldadura: está constituido por el metal base y el material de aportación del electrodo, y se pueden diferenciar dos partes: la escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la solidificación y que posteriormente son eliminadas, y sobre el espesor, formado por la parte útil del material de aportación y parte del metal base, la soldadura en sí.
Electrodos: son Electrodos: son varillas metálicas preparadas para servir como polo del circuito; en su extremo se genera el arco eléctrico. eléctrico. En algunos casos, sirven también como material fundente. La varilla metálica va recubierta por una combinación de materiales que varían de un electrodo a otro. El recubrimiento en los electrodos tiene diversas funciones, que pueden resumirse en las siguientes:
Función eléctrica del recubrimiento
Función física de la escoria
Función metalúrgica del recubrimiento
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UNI-FIM Soldadura a Gas La soldadura a gas fue uno de los primeros procesos de soldadura de soldadura de fusión desarrollados que demostraron ser aplicables a una extensa variedad de materiales y aleaciones. Durante muchos años fue el método más útil para soldar metales soldar metales no ferrosos. Sigue siendo un proceso versátil e importante pero su uso se ha restringido ampliamente a soldadura de chapa de chapa metálica, cobre metálica, cobre y aluminio. El aluminio. El equipo de soldadura a gas puede emplearse también para la soldadura la soldadura fuerte, blanda y corte de acero. Tanto el oxígeno el oxígeno como el gas combustible son alimentados desde cilindros, o algún suministro principal, a través de reductores de presión y a lo largo de una tubería de goma hacia un soplete. un soplete. En este, el flujo de los dos gases es regulado por medio de válvulas de control, pasa a una cámara de mezcla y de ahí a una boquilla. El caudal máximo de flujo de gas es controlado por el orificio de la boquilla. Se inicia la combustión de dicha mezcla por medio de un mecanismo de ignición (como un encendedor por fricción) y la llama resultante funde un material de aporte (generalmente acero o aleaciones de zinc, de zinc, estaño, estaño, cobre cobre o bronce) el bronce) el cual permite un enlace de aleación con la superficie a soldar y es suministrado por el operador del soplete. Las características térmicas de diversos gases combustibles se indican en la siguiente tabla:
El valor de una mezcla de gas combustible para el calentamiento depende de la temperatura de la llama y la intensidad de la combustión. En la práctica, esta soldadura es comúnmente usada con acetileno con acetileno y oxígeno. El aspecto de la llama resultado de esta combustión se muestra a continuación: en el cono interno el acetileno, al ser oxidado, se transforma en hidrógeno y monóxido de carbono según la siguiente reacción: MEDICIONES
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En la parte externa de la flama estos gases se combinan con el oxígeno de la atmósfera para formar dióxido de carbono y vapor de agua. Para obtener una flama neutra, las escalas del volumen del flujo de acetileno y de oxígeno son ajustadas hasta que el cono interno alcanza su tamaño máximo con una frontera claramente definida. La composición de la envoltura carece entonces de reacción a acero de bajo contenido de carbono. Si se suministra oxígeno en dosis excesivas, el cono interno se hace más pequeño y puntiagudo y la flama resultante descarburará el acero. Por otra parte, un exceso de acetileno hace que el cono desarrolle una envoltura exterior en forma de pluma (como la de las aves) y la flama será carburante. será carburante. Para acero de alto contenido de carbono y en el tratamiento de superficies duras se utiliza flama carburante, esto con el fin f in de evitar la descarburación y producir un depósito de fundición de alto contenido de carbono en la superficie, que permitirá el enlace de la aleación de superficie sin dilución excesiva. Es especialmente importante no soldar aceros austeníticos inoxidables con una flama carburante ya que dará lugar a una subida de carbono, en consecuencia, consecuencia, corrosión integranular.
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3. EQUIPO Y MATERIALES: MATERIALES:
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4- PROCEDIMIENTO
Colocarse el equipo de protección (Pantalla de protección, guantes guantes de cuero de de manga larga, mandil de cuero, etc).
Conectar el primario de la máquina a una red con enchufe fijo, en buen estado: fases, fases, neutro y tierra (especial cuidado puesto que los errores en esta toma de tierra pueden ser graves).
Revisar los aislamientos de los cables eléctricos al comenzar comenzar cada tarea desechando desechando todos aquellos que no están en perfecto estado.
Realizar la soldadura por puntos y cordón.
5- CUESTIONARIO Para construir un silo, de planchas de acero, para almacenar granos de trigo/maíz, arroz, etc. Determine:
1. El número de planchas planchas a utilizar (materia (materia prima: plancha plancha de acero A36 A36 de 1.2 x 2.4 m por 16 mm de espesor). Código: 20131074B x,xx: 2+1.31 = 3.31 m Almacenará: arroz Ángulo de reposo= 20°
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UNI-FIM Base lateral:
Lateral = 20 planchas
Cono base = 6 planchas
2. Longitud del del cordón a soldar en metros: metros: 1.2 + 18 ∗ 2.4 + 5.13 5.13 + 0.33 0.33 ∗ 4 = 64.05 64.05 Longitud para la parte lateral = 12 ∗ 1.2 Longitud para el cono base = 4 × 1.2 1.2 + 6 × 2.4 2.4 + 1.6 1.61 1 = 20.8 20.81 1 Longitud para la unión base-lateral = × 3.31 3.31 = 10.40 10.40 Longitud total = 95.26 m
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3. Cantidad de de electrodos electrodos a utilizar (en kg)
Se utilizara un electrodo electrodo E 6011 6011 de 350mm de de longitud, 1/8 de pulgada y densidad 7.8/ . Considerando una sección transversal del cordón de soldadura triangular. L = 95.26 m = 9.526 × 10 Espesor = 16mm = 1.6 cm El volumen del cordón será:
= × (ℎ) × = × (1.6) × 9.5 9.526 × 10 = 12193.28
Luego la cantidad de electrodos a soldar en Kg será: = × 7.8 = 95107.5 95107.5 = 95.11 95.11
Las pérdidas de material (desperdicios y salpicaduras) representan aproximadamente un 80% adicional a la cantidad de metal depositado. Luego la cantidad de electrodo consumido será: = × 1.8 = 171.19 171.19
4. Tiempo que se utilizará para soldar soldar el silo (en horas)
Para determinar determinar el tiempo de soldadura soldadura se se tomara en consideración consideración de que se deposita 1.5kg de electrodo por hora. =
ó
=
171.19 1.5
= 114.13 ℎ
5. El consumo de energía eléctrica, para para soldar el silo, siendo 2.5 el factor tiempo.
Para una una operación operación de soldadura con arco eléctrico se utilizara utilizara una corriente de 300 A y voltaje de 32 voltios. =
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300 300 × 32 × 10− × 114.13 2.5
= 438.3 ℎ
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6- APLICACIONES
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7- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES CONCLUSIONES
Se deben proteger los ojos de posibles proyecciones mediante el uso de gafas de protección.
No se deben de realizar trabajos de soldadura por punto sin los guantes de cuero
Las propiedades propiedades del material base base (punto de de fusión, conductivida conductividad d térmica), afectan el rendimiento de la soldadura.
El material de aporte, es un factor importante para la soldadura, ya que debe ser compatible con el material a soldar.
Las condiciones de la superficie de los metales base afectan a la soldadura.
8- REFERENCIAS [1] http://es.m.wikipedia.org/w http://es.m.wikipedia.org/wiki/Soldadura%C3%B3n iki/Soldadura%C3%B3n [2] http://es.m.wikipedia.org/w http://es.m.wikipedia.org/wiki/Arco_Electrico iki/Arco_Electrico [3] http://es.m.wikipedia.org/w http://es.m.wikipedia.org/wiki/Soldadura_TIG iki/Soldadura_TIG
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