Tecnología de Recuperación de Piezas
RECUPERACIÓN DE PIEZAS POR METALIZACIÓN
La metalización o metalizado consiste en el calentamiento de un metal hasta el punto de fusión o hasta la condición de semi fundido, haciendo pasar este metal a través de una fuente de calor de alta temperatura y depositando tal material en su form forma a part partic icul ulad ada a macr macros oscó cópi pica ca medi median ante te un proc proces eso o de ROCIADO sobr sobre e el substrato de una pieza a ser recuperado. Las partículas fundidas o semi fundidas en el impacto con el substrato se aplanan y se adhieren en su superficie. Subsecuentemente las partículas depositadas y las part partíc ícul ulas as post poster erio iorm rmen ente te depo deposi sita tada das s tamb tambié ién n son son apla aplana nada das s y adhe adheri rida das s molecularmente molecularmente a aquellas inicialmente depositadas, cuya morfología constituye ser una estructura estructura laminar laminar o LA!LA" LA!LA" de los depósitos rociados, rociados, los los mismos que que natural e inherentemente contienen internas y e#ternamente. $!stas microporosidades son propias por dise%o de este proceso, y no constituyen ser defectos, sin embargo la minimización en tama%o y contenido porcentual de estos microporos, constituyen ser defectos, sin embargo la minimización en tama%o y contenido porcentual de estos microporos, constituye ser una optimización y mayor eficiencia del proceso tecnológico utilizado. VER FIGURA PAGINA 6.) &uando &uando un metal metal de aporte aporte en forma forma de alambre alambre o varilla varilla llega llega a ser fundido fundido y luego rociado mediante el flu'o de un gas $vehiculo de metalización( a elevada velocidad sobre un substrato entonces ocurre una modificación de sus propiedades, de modo modo que que es nece necesa sari rio o dete determ rmin inar ar las las prop propie ieda dade des s mec) mec)ni nica cas s de la capa capa metalizada. &uando es utilizado un metal de aporte en su estado pulverizado, es necesario un gas vehículo para transportarla desde un depósito o tolva hasta la pistola de metalización. $a través de la fuente de calor a una velocidad que permita el calentamiento del metal hasta el estado fundido o semifundido(
*ndustrialmente se utilizan diversas tecnologías de metalización para el roseado, para par a el mat materi erial al de apo aporte rte que que, , ini inicia cialme lmente nte pue puede de enc encont ontrar rarse se en for forma ma de alambre y+o metal pulverizado, utilizando fuentes de calor de alta temperatura, Carlin Jimenez Miguel Angel
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los cuales pueden ser conducidos mediante un gas vehículo que en muchos casos puede encontrarse en un estado plasm)tico. Las fuentes de energía pueden ser llama de gas, arco eléctrico, e#plosión o detonación, arco eléctrico con plasma, etc.
CARACTERISTICAS
DEL MATERIAL DEPOSITADO.- Los depósitos de metal roseado, químicamente se aseme'an al del alambre o al del metal pulverizado del cual provienen, pero sus propiedades físicas o mec)nicas son muy diferentes.
La microestructura de la capa metalizada no es uniforme u homogénea, de modo que la cohesión entre las partículas es alcanzada mediante enlaces moleculares met)licos debido a que e#iste soldadura entre tales partículas en el impacto con el substrato. -odo deposito roseado u obtenido por metalización contiene un porcenta'e de porosidades de la tecnología de metalización. !l transporte de las partículas met)licas roseadas desde la pistola hasta el sustrato se encuentran en contacto directo con el aire y el o#igeno, razón por la cual en las tecnologías convencionales de metalización mediante de llama de gas y arco eléctrico, entonces la capa metalizada adem)s de las micro porosidades contendr)n inclusiones no met)licas $ó#idos(, los cuales incrementan la fragilidad de la capa metalizada. or éstas razones es conveniente que el gas vehículo de las partículas roseadas sea a su vez sea un gas inerte $estado molecular o estado plasm)tico( a fin de contrarrestar el ataque corrosivo, esto es me'orar la calidad de la capa metalizada. !n todos los casos, debido a que no e#iste difusión atómica del metal roseado en el substrato, entonces posibles esfuerzos cortantes que se generen en la interfase o intercara entre el substrato y la capa metalizada, har)n posible el desprendimiento de la capa metalizada, de modo que tal desprendimiento ser) mas probable cuanto mayor sea las porosidades y las inclusiones no met)licas !L !-AL*/A01 21 S! 0!3! 4SA" S* LA *!/A -"A3A5A 3A51 !S64!"/1S 6L!7A2-!S 1 -1"S*12A2-!S, ya que el metalizado produce un esfuerzo cortante que en suma a el traba'o podría lograr el desprendimiento de la capa. 3a'o este conte#to esta tecnología es aplicable sólo a piezas con traba'o est)tico o con traba'o din)mico no fle#ante, no torsional, no fatigante, no de impacto Los metales roseados producen sinterizados $4L8*!-AL4"9*A(.
metales
estructuras
seme'antes
a
los
metales
Las piezas que deben ser conformados por deformación pl)stica, deben ser realizadas previamente a la mentalización, esto es debido a que la capa de metal roseado tiene ba'a deformabilidad pl)stica y cierta fragilidad el cual depende de la tecnología de la metalización.
FUNDAMENTOS DE LA METALIZACIÓN *ndependientemente del proceso tecnológico de metalización, las características del material se aporte tiene la siguiente constitución
1º) !l caso ideal del metal de aporte es que sus partículas incidan sobre el substrato en su fase liquida, sin embargo dependiendo de la zona de mayor o menor temperatura, entonces el metal puede encontrarse en su pase liquido, liquido:sólido o sólido.
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2º) !n el caso que el metal de aporte se encuentre como Liquido:Sólido entonces debe tener la siguiente constitución VER FIGURA, PAGINA 6
!ntonces la parte sólida de estas partículas inducen la formación de porosidades en la capa metalizada cuyo porcenta'e es función del proceso tecnológico.
MECANISMOS DE ADHESIVIDAD La adhesividad del material de aporte sobre el substrato met)lico ocurre por los siguientes mecanismos
1º) Adhesiid!d Me"!#is$% &%' Dis&e'si(#.- !l metal de aporte debe ingresar y su'etarse en las protuberancias superficiales de la pieza o recuperarse, como razón por la cual es conveniente generar un cierto grado de rugosidad superficial en la etapa de reparación de superficie.
2º) Adhesiid!d Me"!#is$% &%' Mi"'%&e#e'!"i(#.-
!l metal de aporte debe tener la capacidad de penetrar en microporos y microfisuras superficiales.
*º) Adhesiid!d Me"!#is$% &%' I$&!"%.-
La energía cinética de las partículas del metal de aporte, debe tener la capacidad de desplazar las partículas de producto de corrosión por e'emplo haciendo posible la unión molecular total entre el metal de aporte y metal base y obtener, a microsoldadura.
Si no e#iste remoción de partículas +º) Adhesiid!d V!#de's,!s.e#tra%as ; tales como los productos de corrosión debido a la ba'a energía cinética de las partículas incidentes, entonces debe ocurrir una unión molecular entre el metal de aporte, metal base y el productos de corrosión a niveles de distancias inter:atómicas. Sin embargo la presencia de ó#idos en la capa metalizada por e'emplo, resta la calidad de la misma. Carlin Jimenez Miguel Angel
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º) Adhesiid!d &%' E#!"es Me/i"%s.- !l material de aporte y material base en la interfase de las mismas debe establecerse una nueva aleación que sea por formación de soluciones sólidas o compuestos ínter met)licos dentro de una matriz solución sólida.
PARAMETROS
0UE
INFLUEN
EN
LA
ADHESIVIDAD
1º) Dis!#"i! e#'e ! %e'! de ! &is%! de $e!i3!"i(# 4 e s5s'!% de ! &ie3! ! 'e"5&e'!' dee se' de s6e $%d% 7H)8
2º) E Es&es%' $edi% de ! C!&! Me!i3!d! dee se' 8
CORRECCION: e: 0.2-0.4mm El espesor mínimo de la capa metalizada tal como fe metalizada para diferentes di!metros de e"es de acero# se indica en la $a%la 3 &!'ina 3.
*º) E Di/$e'% de !s &!'9"5!s de $!e'i! R%se!d%8 &uanto menor sea, el di)metro de las partículas roseadas mas optimas ser) la adherencia y mayor la resistencia a la fragilidad.
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+º) L!s "!id!des de !s &'%5e'!#"i!s 4:% '56%sid!des S5&e';i"i!es dee# se' de ! $is$! $!6#i5d % !$!<% % di/$e'% de !s &!'9"5!s '%"e!d!s &!'! %e#e' $!4%' s5&e';i"ie de "%#!"% e#'e e $!e'i! de !&%'e 4 e $e! !se8
Los métodos tecnológicos para obtener una óptima rugosidad del substrato a ser metalizado se indica en la p)gina < tabla =. Los métodos para la preparación de superficies previos a la metalización se indican en la tabla < p)gina <. La contracción del metal depositado post:metalización se indica en la tabla > p)gina ?. Las propiedades mec)nicas del material de aporte depositado en términos de dureza y resistencia a la tensión y elongación se indica en la tabla @ p)gina ?.
PROCESOS
TECNOLO=ICOS
DE
METALIZACIÓN
1º) Me!i3!"i(# &%' L!$! de 6!s.!l equipamiento requerido para esta tecnología de metalización se indica en la figura < p)gina >. !l proceso de roceado del metal fundido, utilizando pistolas de metalización el cual se abastece material de aporte en forma de alambre y en forma de material pulverizado se indican en la figura ? p)gina >. !n ésta tecnología de metalización las partículas del metal roceado se encuentran en contacto directo con el aire y el o#ígeno, esto es, est)n desprotegidos contra la corrosión, de modo que la capa metalizada contendr) ó#idos, esto es, inclusiones no met)licas natural e inherentemente a esta tecnología de metalización. "azones por las cuales ésta tecnología es usada sólo para redimensionar o recuperar piezas SL1 &12 -"A3A51 !S-B-*&1.
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-ecnología metalización en el cual el vehiculo de conducción de las partículas roseadas es b)sicamente el aire, de modo que la probabilidad de tener o darse la corrosión a altas temperaturas $o#idación( de estas partículas es mucho mayor respecto de los otros procesos tecnológicos de metalización. M + O2
→ MO2
OXIDO
La energía requerida para la mentalización, esto es para fundir al material de aporte es producto de la combustión de acetileno como gas combustible y el o#igeno, alcanzando temperaturas en el orden de los ?CCCD&. 3a'o este conte#to toda capa metalizada por este proceso tecnológico poseer) inclusiones no met)licas $ó#idos( adem)s de las porosidades $microporosidades( natural e inherentemente. !l equipamiento requerido se indica en la FIGURA 2 PÁGINA 4, mientras que los procesos de metalización utilizando materiales de aporte en forma de alambre y material pulverizado se indica en la FIGURA PÁGINA 4.
2º) Me!i3!"i(# &%' A'"% E>"'i"% .: Esta tecnología de metalización utiliza el calor generado por el arco eléctrico entre un electrodo no consumible para fundir al metal de aporte $apro#. >CCCF&(. Esta tecnología utiliza material de aporte en forma de alambre o en forma pulverizada, de modo que el roceado del metal fundido puede ser conducido por el aire seco, 2itrógeno o gas inerte tal como el Argón, Gelio. !n función del tipo de gas vehículo, la capa metalizada contendr) mayor o menor porcenta'e de inclusiones no met)licas.
*º) Me!i3!"i(# &%' P!s$!.: Esta tecnología de metalización utiliza el mismo equipamiento que la de metalización por arco eléctrico con la e#cepción que en éste caso e#isten dispositivos que hacen posible que el gas vehículo se ionice $se encuentra en estado plasm)tico(, implicando una mayor protección de las partículas roceadas contra la corrosión. !sto se indica en la FIGURA 4 PÁGINA !. "a #ali$a$ $e la #a%a me&aliza$a e' mu( 'u%erir re'%e#& a l' *&eni$' %r me&aliza#i+n %r ar# el#&ri# ( %r llama $e ga', (a -ue 'e en#uen&ra li*re $e in#lu'ine' n me&li#a' /rela&i0amen&e) .
+º) Me!i3!"i(# &%' De%#!"i(# .: -ecnología de metalización en el cual el o#ígeno, gas combustible y polvo met)lico finamente dispersado, se inyecta a la presión de = Atmósfera de modo repetitivo $>:H veces por segundo( en un tubo similar al ca%ón de un fusil. 4na chispa eléctrica enciende la mezcla y la presión se eleva. or la geometría empleada, la onda de la detonación o deflagración se propaga transform)ndose en una onda supersónica, el cual conduce a las partículas del metal fundido hasta el substrato. 3a'o condiciones de detonación y las características del ca%ón de metalización, no e#iste posibilidad de escape o alivio de la presión hasta que la combustión haya concluido, de modo que la temperatura de la llama se incrementa con el aumento de la presión, de modo que el gas vehículo en el caso m)s simple alcanza Carlin Jimenez Miguel Angel
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velocidades de <
Esta tecnología de metalización, por las características de alta energía cinética, alta velocidad conduce al material roceado sin dar lugar a que ocurra el ataque corrosivo, así mismo tal energía cinética tiene la capacidad de implicar soldadura en frio de partículas sólidas, entonces la temperatura de las partículas pueden ser minimizadas, elimin)ndose de éste modo posible distorsiones microestructurales del substrato met)lico. 1a #n$i#ine' $e $e&na#i+n ( la' #ara#&er3'&i#a' $e me&aliza#i+n, n ei'&e e'#a%e #ual li-ui$ $e %re'i+n 5a'&a -ue la #m*u'&i+n 5alla #n#lui$, $e*i$ a -ue la &em%era&ura $e una llama 'e in#remen&e #n el aumen& $e la %re'i+n en&n#e' e' %'i*le $i'%arar ga'e' $e la &em%era&ura en el r$en $e 778C, a una %re'i+n $e 9!7 P:I ( e'&' %l0' 'n e%ul'a$' uni;rmemen&e ( $i'&ri*ui$' en la mez#la $e ga' #alien&e. :egui$amen&e el ;rr e' e%ul'a$ #nun&amen&e #n el ga' #alien&e. "a 0el#i$a$ $e la' %ar&3#ula' -ue 'alen $el #a<+n 0ar3a en la me$i$a -ue $i'minu(a la %re'i+n e'&a %re'i+n e'&a en el r$en $e 9!7 P:I. "a 0el#i$a$ #n -ue 0iaan la' %ar&3#ula' $e'$e el #a<+n 5a'&a la %ieza a re#u%erar'e, e' un ;a#&r #ri&i# en &$' l' 'i'&ema' $e me&aliza#i+n. En e'&e #a' $e me&aliza#i+n 'e %r$u#en 0el#i$a$e' mu#5 ma(r -ue &r' 'i'&ema' $e me&aliza#i+n. A$i#inalmen&e %r%r#ina a la %ar&3#ula $e'$e el mmen& $e la in(e##i+n, $uran&e 'u &ra'%r&e ( el im%a#& '*re el 'u*'&ra& una ma(r %r&e##i+n #n&ra la #rr'i+n. En rela#i+n al ma&erial $e a%r&e, la' 0en&aa' $e e'&e %r#e' 'n #m 'igue= : : : : : :
Men' a&m+';era i$an&e Calen&amien& ma' e;i#ien&e ( uni;rme Menr &iem% $e &ra'%r&e $e %ar&3#ula' $e*i$ a la 0el#i$a$ 'u%er'+ni#a. Menr mez#la #n el aire $el me$i am*ien&e Menr &em%era&ura $e la' %ar&3#ula' r'ea$a' re'%e#& $el ar# el#&ri#, llama $ Ega', %la'ma, e&#. Pr l &an& menr al&era#i+n mi#re'&ru#&ural $el 'u*'&ra&. Ma(r energ3a #in&i#a en el im%a#& $e la' %ar&3#ula' %r l &an& menr gra$ $e %r'i$a$.
1a e'&e #n&e& la #ali$a$ $el ma&erial $e%'i&a$ e' mu( 'u%erir re'%e#& $e l' &r' %r#e'' $e me&aliza#i+n. Una limi&a#i+n $e e'&a &e#nlg3a e' -ue e' a%li#a*le 'l en #a'' %un&uale' $e re#u%era#i+n, -ue n im%li#an a%r&e $el ma&erial en gran ma'a en gran 0lumen en gran rea a re#u%erar'e.
Carlin Jimenez Miguel Angel
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CALIDAD P'%"es% Te"#%(6i"%
Llama de gas Arco eléctrico lasma 0etonación
DE
DEPOSITOS
POR
METALIZADO
P'esi(# de !dhe'e#"i!
P%'"e#!?e de &%'%sid!des
I#"5si(# #% $e/i"!
HI=J a HI=J a
=@ I <@ K =@ I <@ K
AL-A !0*A
Dis%'si(# $i"'%es'5"5'! de $!e'i! !se Alta edia
=JI>C a JCI=
=C I = K < I @ K
3A5A 21 !7*S-!
3a'a uy ba'a
M &omo la Soldadura en frío RECUPERACIÓN DE PIEZAS POR SOLDADURA
Considerando +e na red tiene propiedades ,nicas: ec!nicas • ímicas • $/rmicas • • El/ctrica Etc. •
!ntonces
&onsiderando que todo estado cristalino, esto es, una red cristalina confiere propiedades especificas, entonces considerando que todo proceso de soldadura es unión de redes cristalinas, entonces las uniones tales como ">:"@:"J:" deben conferir propiedades similares o superiores respecto de las redes "=:"<:"?. La obtención de las redes ">:"@:"J:" y sus correspondientes propiedades pueden ser realizadas mediante diversos procesos tecnológicos que utilizan diversos principios físicos. Una ;rma $e lgrar el #n&a#& mle#ular $e $' 'u%er;i#ie' me&li#a' una 'u%er;i#ie me#ni#a ( un ma&erial $e a%r&e, %ara la %r$u##i+n $e una 'l$a$ura (a 'ea en l' %r#e'' $e %r$u##i+n ( la re#u%era#i+n $e %ieza', e' 'me&er a la' mi'ma' ( a una %re'i+n re#i%r#a %r eem%l> 'i e'&a magni&u$ a$e#ua$a 'er #a%a' $e rm%er la' #a%a' %el3#ula' $e %r$u#&' $e #rr'i+n ( 5ume$a$ ( $e;rmar la' 'u%er;i#ie lgran$ a'3 el #n&a#& ne#e'ari. E'&e %r#e' $a rigen al %r#e' -ue 'e #n#e #m 'l$a$ura %r %re'i+n. E'&e %r#e' %ue$e n 'er a'i'&i$ %r energ3a &rmi#a, %er $e*e &ener'e en #uen&a -ue #uan$ a'3 Carlin Jimenez Miguel Angel
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#urre, la &em%era&ura $el %r#e' $e*e man&ener'e %r $e*a $el %un& $e ;u'i+n $e l' ma&eriale' -ue in&er0ienen. ?&r #amin %ara lgrar la 'l$a$ura e' em%lear energ3a &rmi#a %ara ;un$ir &&almen&e l' me&ale' -ue 'e $e'ean unir ( $e e'&a manera lgrar la elimina#i+n $e #a%a' $e %r$u#&' $e #rr'i+n ( el #n&a#& mle#ular $e la' %ieza' %r ;u'i+n ( 'li$i;i#a#i+n $e l' ma&eriale' en #n&a#&. Generalmen&e e'&e 'e #n#e #m 'l$a$ura %r ;u'i+n. :n m@l&i%le' la' %'i*ili$a$e' $e a%li#a#i+n $e l' %r#e'' $e 'l$a$ura, 'u 'ele##i+n $e%en$e en&re &r' #a'' $e ma&erial a 'l$ar, $e 'u e'%e'r, $e l' re-uerimien&' -ue $e*e 'a&i';a#er $e #'&ura, a'3 #m la &e#nlg3a e ingenier3a $e la 'l$a$ura. E' a'3 -ue la mul&i%li#i$a$ -ue la &e#nlg3a $e la 'l$a$ura 5a #n$u#i$ el $e'arrll $e mu#5' %r#e'' $e 'l$e. "a 'ele##i+n $el %r#e' &e#nl+gi# ma' ;a0ra*le a$e#ua$amen&e ( e#n+mi#a $e 'l$a$ura %re'u%ne el #n#imien& $e la' #ara#&er3'&i#a' mi#re'&ru#&urale' $e l' ma&eriale' *a'e ( a%r&e an&e' ( $e'%u' $e la 'l$a$ura. En general &$ %r#e' $e 'l$a$ura e'en#ialmen&e e' la uni+n $e 2 m' re$e' #ri'&alina', 'ean e'&' %r %r#e'' me#ni#', ;3'i#', &rmi#' #m*ina$' $e la' mi'ma' #m 'ean e'&a' en ;r3 en #alien&e. En &$ #a' &$ %r#e' $e 'l$a$ura $e*e 'er $i'e
CLASIFICACIÓN DE PROCESOS DE SOLDADURA SE=@N AS8 ANS clasifica los procesos de soldadura en función de los principios físicos en los que se fundamenta
1.- S%d!d5'! OBi=!s.- Soldadura 1#iacetilénica : Soldadura 1#hídrica : Soldadura a 9as resión : !tc.
2.- S%d!d5'! '!3i#6-S%de'i#6.- E $!e'i! de !&%'e G#i"!$e#e &!s! ! 95id% - 3razing por *nfrarro'o - 3razing por Soplete - 3razing por *nducción - 3razing por "esistencia - 3razing en Gorno : !tc.
*.- S%d!d5'! &%' Resise#"i! E>"'i"!.: : : : :
Soldadura Soldadura Soldadura Soldadura Soldadura - Soldadura : !tc.
+.- S%d!d5'! &%' : : : : : : :
Soldadura Soldadura Soldadura Soldadura Soldadura Soldadura !tc.
por por con por con por
unto &ostura esp)rragos royección "ecalcado ercusión
A'"% E>"'i"%.con !lectrodo "evestido con !lectrodo -ubular por Arco Sumergido proceso ig+ag proceso -ig proceso lasma
.- S%d!d5'! e# F'9% 7es!d% S(id% -S(id%).- Soldadura por resión o *mpacto : Soldadura por 6ricción Carlin Jimenez Miguel Angel
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: Soldadura por 6or'a : Soldadura por !#plosión : !tc.
.- S%d!d5'! &%' P'%"es%s Es&e"i!es.: : : : :
Soldadura Soldadura Soldadura Soldadura !tc.
por por por por
4ltrasonido !lectro escoria Gaz de !lectrones Gaz de L)ser
CLASIFICACIÓN CONVENCIONAL DE PROCESOS DE SOLDADURA INDUSTRIAL L! i#d5s'i! "%#e#"i%#! 7"%#s'5""i(#J !5%$%'i3J #!!J &e'%59$i"!J e".) 5ii3! &'%"es%s e"#%(6i"%s de s%d!d5'! !$i># "%#e#"i%#!es 5e &5ede# "!si;i"!'se de si65ie#e $%d%8 =.: Soldadura O3razingP o OSolderingP <.: Soldadura por 6usión ?.: Soldadura por "esistencia !léctrica
1.-Re"5&e'!"i(# de Pie3!s &%' S%d!d5'! RAZIN=- SOLDERIN=.- P'%"es%s de s%d!d5'! e# %s "5!es s(% e $!e'i! de !&%'e eB&e'i$e#! !s '!#s;%'$!"i%#es de ;!se s(id%-95id%-s(id%J $ie#'!s 5e e $!e'i! !se #% dee eB&e'i$e#!' ! '!#s;%'$!"i(#J 4 $/s !G# e $!e'i! !se #% dee eB&e'i$e#!' !e'!"i(# $%di;i"!"i(# % '!#s;%'$!"i(# de s5 'ed "'is!i#!. P!'! !es &'%&(si%s e &5#% de ;5si(# de $!e'i! de !&%'e dee se' 'e!i!$e#e !?% e# "%$&!'!"i(# ! &5#% de ;5si(# de $e! !se. !'emplo : 3razing de lata en aceros ino#idables : 3razing de latón en aceros : 3razing de /inc en aleaciones de &obre rocesos tecnológicos : 3razing en G1"21 : 3razing por inducción : 3razing por resistencia : 3razing por soplete
H!s! !5i71:K1:2K1K) RAZIN=
EN
HORNO
!s un proceso de soldadura de piezas en serie para la unión de componentes o piezas de con'untos peque%os mediante una unión por enlaces met)licos utilizando metal de aporte de ba'o punto de fusión y un horno como fuente de calor. Carlin Jimenez Miguel Angel - 10 -
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!l 3razing en horno ser) posible solo si el metal de aporte puede ser ensamblado entre los elementos o piezas a ser unidas antes del proceso brazing y ser retenido en tal posición durante todo el proceso. !ste proceso es aplicable a piezas de acero al carbono, aceros de ba'a aleación, aceros ino#idables, hierros fundidos, aleaciones de aluminio, aleaciones de cobre, etc. !n general el brazing en horno requiere el uso de atmósfera controlada dentro de la c)mara del horno para proteger a las piezas de acero contra al o#idación y descarbonizacion durante el brazing en el enfriamiento. !l equipamiento requerido se indica en la FIGURA 2 PÁGINA FIGURA PAGINA 9. Las características del, soldeo brazing e horno se ilustra en la FIGURA ! %agina 2. Los gases utilizados para controlar la atmósfera dentro de la c)mara 0e los hornos se indica en la BA1"A 2 PÁGINA 2. Las condiciones operacionales de los procesos brazing en hornos se indica en la PAGINA BA1"A 9. Las condiciones de los materiales de aporte en las uniones de diversas piezas para brazing en horno se indican en la FIGURA 9! PÁGINA 4. La principal venta'a d esta tecnología de brazing respecto de otros procesos de brazing es que permite el uso de atmósferas gaseosas protectoras previamente preparadas. 1tra venta'a de este proceso es su capacidad para procesar gran cantidad de piezas ensambladas a un ba'o costo unitario. La principal limitación esta tecnología esta directamente relacionada a la alta temperatura requerida para el brazing de piezas de acero con material de aporte en base cobre.
RAZIN= POR INDUCCIÓN ELECTROMA=NETICA.- !s un proceso por el cual la superficies de las piezas a ser unidas son selectivamente calentadas a la temperatura del brazing por suministro de energía eléctrica a una fuente de calentamiento por el fenómeno de la inducción electromagnética. La energía térmica trasmitida por inducción hacia la pieza en recuperación, es revisada utilizando u inductor o bobinaQ esto no e#iste contacto directo de la corriente eléctrica con al pieza Las características del calentamiento localizado por varios inductores se indican en la FIGURA 2 PÁGINA !. !l dise%o de los inductores de acuerdo de los requerimientos del brazing localizado se indica en la FIGURA PÁGINA !1. 4n proceso brazing por inducción electromagnética se indica en la FIGURA 9 PÁGINA . La principal venta'a del brazing por inducción sorbe otros procesos brazing, es la alta velocidad de calentamiento y de car)cter localizado, los cuales minimizan la corrosión a altas temperatura y posibles distorsiones de piezas de comple'a geometría debido a su calentamiento localizado. -ambién minimiza posibles distorsiones microestructurales en las piezas obtenidas por deformación pl)stica en frío o for'a y+o con tratamiento térmico en especial.
RAZIN= POR RESISTENCIA
ELECTRICA.- !s un proceso de unión por resistencia
eléctrica en el cual las piezas a ser unidas son calentados en forma localizada y el material de aporte que es previamente ensamblado entre las piezas, es fundido por el calor obtenido de la resistencia que ofrece al flu'o de electrones por la corriente eléctrica y sistemas de piezas a ser ensambladas. Carlin Jimenez Miguel Angel - 11 -
Tecnología de Recuperación de Piezas
La disposición de los electrones y los materiales a ser unidos por brazing por resistencia eléctrica se indica en la FIGURA 9 PÁGINA 92.
RAZIN= POR SOPLETE.- !sta tecnología de brazing utiliza el mismo equipamiento de la soldadura o#idas, de los cuales el mas usual es el equipamiento o#iacetilenito, en el cual el calor requerido es producto de la combustión de la mezcla acetilenito o#igeno. !l proceso brazing es realizada utilizando una llama o#idante de modo que el material de aporte fluye por el fenómeno de la capilaridad hacia el interior de la intercara de las piezas a soldarse. !n este caso se utilizan ciertos materiales conocidos como flu'os fundentes que so dise%ados para disolventes o escorofilar los productos de corrosión que se forma en la superficie o intercara de las piezas. !n general las características microestructurales y por ende la calidad el proceso de recuperación por la tecnología brazing se indica en la 6*94"A =C A9*2A =J.
PROCESO
DE
SOLDADURA
DE
OI=AS
roceso en los cuales el calor para fundir a los metales es producto de la combustión de un gas combustible y el o#igeno que el caso mas general en industria b)sica el gas combustible es el, acetileno, denominado soldadura o#iacetilénica. Las características en las llamas de gas de o#iacetilénica es como sigue
Ambos gases se mezclan en proporciones apropiadas en un soplete dise%ado en forma tal que el soldador tiene la posibilidad de regular por completo la llama, a'ust)ndola a la necesidad de traba'o, pudiéndose dar los siguientes casos
-*1 0! LLAA
LLAA
2eutra Suave Carlin Jimenez Miguel Angel
AL*&A&*12!S Soldadura de planchas
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Tecnología de Recuperación de Piezas
$1<( R $G<&<( 3a'a presión
delgadas
2eutra 0ura $1<( R $G<&<( Alta presión
Soldadura de planchas gruesas
1#idante $1<( $G<&<(
: :
"educto o &arburante $G<&<( $1<(
brazing calentamiento de piezas
Soldadura de hierros fundidos
!n todos los casos del tipo de llama, así como en general todo proceso de soldadura o#idas, siempre estar)n presentes tanto el gas combustible con el o#igeno como los productos de combustión de los mismos y el aire, en contacto directo con el metal liquido durante el proceso del soldeoQ por lo que natural he inherentemente estos procesos de soldadura, el producto de soldadura, siempre poseería o contendría tanto, como las porosidades $por oclusión de estos gases(. &omo las inclusiones no met)licas. roductos de la corrosión a lata temperatura. !stas características microestructurales de los productos de los procesos de soldadura, son teniendo en consideración del, uso o la aplicación de los fundentes o flu'os dise%ados y requeridos para la escarificación tanto de las porosidades como las inclusiones no met)licas restan en gran medida las propiedades mec)nicas de los productos de este proceso de soldadura. Las principales propiedades mec)nicas adoptadas son La -enacidad, elasticidad, resistencia a la fatiga deformabilidad pl)stica, etc. !l equipamiento requerido se ilustra en la FIGURA 2 ( $e la' PÁGINA: 9 ( 2. !l proceso se soldeo se indica en las FIGURA: $e la PAGINA ( 4. Las características de las llamas del proceso o#idas se indica en la FIGURA ! ( 6 $e la PAGINA 6. !s u proceso de soldadura donde el calor requerido para el soldeo es generado por el arco eléctrico con o sin aplicación de presión, con o sin metal de aporte. !n todos los casos todos los materiales que intervienen, e#perimentan las transformaciones de fase S:L:S e la zona de soldeo. La energía eléctrica se transforma en energía térmica alcanz)ndose temperaturas en el orden de los >CCCD&. La energía eléctrica es e si un flu'o de electrones a través de un ducto cerrado de modo cuando ocurra una discontinuidad dentro de cualquier parte del conductor, entonces los electrones que se desplazan a gran velocidad son impulsados a saltar a través del espacio libre entre los dos terminales de tal discontinuidad produciendo una chispa eléctrica con la suficiente presión o volta'e para hacer fluir los electrones continuamente. A través de esta discontinuidad se forma el arco eléctrico fundiéndose el metal a medida que se avanza. !l arco eléctrico es un flu'o continuo de electrones a través de un medio gaseoso que es su interacción con os electrones de los )tomos de este medio genera radiaciones. !'emplo la energía eléctrica electromagnética de gran intensidad como la luz ultravioleta adem)s del calor.
Carlin Jimenez Miguel Angel
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3a'o este conte#to función específica del arco eléctrico es solo fundir a los materiales involucrados en la zona de soldeo. La energía térmica del arco eléctrico es mucho m)s puntual, esto es mucho menos divergente que el de llama de gas. or esta razón /A& arco eléctrico T /A& o#idas. La presencia o ausencia tanto de porosidades como de las inclusiones no met)licas es función específico del tipo de gas de protección. !n esencia la función del gas protector es contrarrestar la acción de los gases del medio de soldeo. Los diferentes procesos tecnológicos de soldadura por arco eléctrico difiere uno del otro en funciones del tipo de protección gaseosa en la zona de soldeo.
PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO CON ELECTRODO REVESTIDO !l equipamiento requerido y el proceso de soldeo por arco eléctrico con electrodo revestido se indican en la FIGURA 9 PÁGINA . Carlin Jimenez Miguel Angel - 14 -
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Las condiciones operacionales y velocidades de soldeo para nUmeros de di)metros de soldeo, así como para diferentes sistemas de unión y diferentes posiciones de soldeo, co2 esta tecnología de soldadura se indican en la BA1"A PÁGINA . La eficiencia de diversos electrodos y las propiedades mec)nicas del material depositado utilizando electrodos revestidos se indica en la BA1"A 97 PÁGINA 97. La apariencia y localización de los defectos m)s comunes que ocurren en la soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido se indica en la FIGURA 2 PÁGINA 99.
PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO CON ELECTRODO TUULAR !l equipamiento para esta tecnología de soldadura así como para este proceso se indica en la 6*94"A = A9*2A =<. Los mecanismos de abastecimiento del electrodo tubular se indican en la FIGURA 4 PÁGINA 9. !l gas de protección, el tipo de intensidad y las propiedades mec)nicas del material depositado por este proceso de soldadura se indica en la BA1"A 2 PÁGINA 9. Las condiciones operacionales para este proceso de soldadura para diversas piezas de materiales se indican en la FIGURA 9 PÁGINA 94.
PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO SUMER=IDO !l equipamiento requerido y el proceso de soldadura por arco sumergido se indican en las FIGURA: 9 ( 2 PÁGINA 9! ( la FIGURA $e la PÁGINA 96 . La clasificación ANS y la composición química de electrodos ferrosos para arco sumergido se ubican en la BA1"A 2 PÁGINA 9. Las características comparativas de los productos de soldadura por arco sumergido, utilizando materiales de aporte apropiados y o apropiados para esta tecnología de soldadura se indican e la FIGURA ! PÁGINA 9. Los efectos de soldadura con arco sumergido referidos a la corriente utilizada, en términos de potencia y configuración de los tipos de uniones y dos espesores en planchas de acero, como se indica en la 6*94"A =V A9*2A =V. !l efecto del volta'e de soldadura en la penetración y configuración en dos tipos de uniones y espesores de plancha de acero se indican en la FIGURA 29 PÁGINA 27. !l efecto de la velocidad de soldeo e el ancho y configuración del cordón de soldadura dos tipos de uniones y espesores de plancha de acero se indican en la FIGURA 22 PÁGINA 27. !l efecto del di)metro del electrodo e el ancho y la penetración del cordón de soldadura se ilustran en la FIGURA 2 PÁGINA 27. !l efecto del espesor de la capa de fundente o flu'o en la zona o penetración del cordón de soldadura realizada a HCC amperios se indican en la FIGURA 24 PÁGINA 27. !l efecto de la forma y dimensiones del cordón de soldadura susceptibilidad de fisuramiento se indican en la FIGURA 26 PÁGINA 29.
en
la
Los aspectos de la calidad de soldadura en términos de porosidades y son afectados por el calor, así como las propiedades mec)nicas del material depositado, en la zona dura de piezas de acero de composición idéntica, procesados por soldadura por arco eléctrico por electrodo revestido, proceso *9 A9 y proceso por arco sumergido se indican en la FIGURA 9 PÁGINA 22. Carlin Jimenez Miguel Angel
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PROCESO DE SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO MI=-MA= !s la soldadura por arco met)lico con gas de protección, conocidos como procesos *9 A9, la fusión de los metales involucrados en la zona de soldeo es producido por un arco eléctrico que se establece en el e#tremo del alambre desnudo aportado continuamente y la pieza a soldar. La protección se obtiene íntegramente a los gases suministrados e#terna y simult)neamente con el metal de aporte. !#isten dos clasificaciones en este proceso, las cuales son en función del tipo de gas protector
PROCESO MI=.- !mplean la protección de gas puro inerte así como argón, helio o mezcla de ellos.
PROCESO MA=.- !l cual hace uso de gas de o#ido de carbono &1< como gas de protección. !l equipamiento requerido, se ilustra en la FIGURA 9 PÁGINA 24. Las características de abastecimiento del material de aporte hacia al substrato met)lico o soldarse se indican en la FIGURA 2 PÁGINA 2!. La clasificación ANS y las comparaciones químicas de electrodos de material ferroso para el proceso *9 A9 se indican en la BA1"A 9 PÁGINA 26. Las propiedades mec)nicas mínimas del gas de protección y la polaridad de corriente requeridos para los electrodos de la BA1"A 9 se indican en la BA1"A 2 PÁGINA 26. Los gases de protección utilizada para los procesos *9 A9 se indican en la BA1"A 4 PÁGINA 2D. Los patrones de penetración obtenidos utilizando gas argón y dió#ido de carbono independientemente como gas de protección, en idénticos proceso de soldeo se indican en la FIGURA 6 PÁGINA 2. Las condiciones operacionales de los procesos de soldadura *9 A9 para el soldeo de diferentes materiales base se indican en la BA1"A 97 PÁGINA 2.
PROCESO DE SOLDADURA TI= Las características del equipamiento utilizado en el proceso -*9 se observa en la FIGURA PÁGINA 7. Las características del proceso del soldeo -*9 manual se indican en la FIGURA 9 PÁGINA 9. La clasificación ANS y composición química de los electrodos no consumibles en proceso -*9 se ilustran en la BA1"A PÁGINA 2. Los e#tremos o terminales de los electrodos para el proceso -*9 se indican en la FIGURA 4 PÁGINA . La longitud y di)metros est)ndar de los electrodos para el proceso -*9 se indican en la BA1"A 4 PÁGINA . Los rangos típicos de corriente utilizada con diferentes electrodos y diferentes di)metros de los mismos en el proceso -*9 se indican en la BA1"A ! PÁGINA . Las características y eficiencias comparativas de los gases de protección, argón y helio en el proceso -*9 se indican en la BA1"A 6 PÁGINA 4. Las características de soldabilidad por el proceso -*9 de varios metales en términos de gas de protección argón y helio se indican en la -A3LA A9*A ?@. Los productos del proceso -*9 son relativamente superiores en términos de calidad respecto de los procesos de soldadura por arco eléctrico e#puestos a los principales aspectos de la calidad son como sigue =D *nclusiones no met)licas pendientes a ser nulas.
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>D osibilidad de soldadura sin metal de aporte. @D osibilidad de soldadura de la mayoría de metales puras y aleaciones industriales. JD osibilidad de soldeo manual o autom)tico en todo sistema de union y pisicioones de soldeo.
PROCESO DE SOLDADURA PLASMA Las características de la pistola o soplete para el soldeo por plasma son similares a los de los procesos *9, con ciertas adiciones para la generación del gas plasm)tico ver FIGURA !6 PÁGINA 6 . Las características del proceso de soldeo se indican en las figura =, de la A94*2A ?V W 6*94"A > A9*2A J. Las características comparativas en la calidad del producto de soldadura -*9 y plasma aplicadas sobre los mismos materiales y los mismos materiales de aporte se indican en la FIGURA ( EN "A PÁGINA D. Las condiciones operacionales para la soldadura por plasma para varios tipos o clases de metales base, se indica en la BA1"A D PÁGINA . !n suma las características y propiedades de los productos de soldadura por plasma, son superiores a los de -*9, de modo que =. enor zona afectada por calor arco y plasma mucho m)s puntuales que el -*9. <. porosidad nula incrustación no met)lica dura. ?. 0em)s características similares al -*9.
PROCESO DE SOLDADURA POR HAZ DE ELECTRONES !n general la soldadura por haz de electrones, necesariamente se realiza dentro de una c)mara de vacío, debido a la f)cil absorción o dispersión de los electrones por los )tomos de materiales gaseosos del medio ambienté normal. !l equipamiento de la soldadura por GA/ de electrones, en ? de sus versiones tecnológicas, se indica en la FIGURA 4 PÁGINA 47. Las características del sistema $e unine', in#i$en#ia $e ele#&rne' ( %r$u#&' $e 'l$a$ura %r 5az $e ele#&rne' 'e in$i#a en la FIGURA 2, , 4 $e la PÁGINA 49.
Carlin Jimenez Miguel Angel
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