INFORME Nº 004-2013

DE : Paul Angelo Acosta MamaniA : Ing. Julio Larico YanquiASUNTO : Soldadura Fuerte y Blanda; empalme y relleno en la pieza con soldaduraHORARIO : Vienes de 9:00 am a 11:00 amFECHA : 11 de Octubre del 2013___________________________________ 1.- OBJETIVOS: Identificar los tipos de soldadura blanda y fuerte Aprender a rellenar o restaurar una pieza dañada Realizar bien los tipos de empalme durante la soldadura 2.- FUNDAMENTO TEORICO

La soldadura de relleno superficial como método de fabricación o restauración de piezas

El recargue es un grupo de técnicas relacionadas con la soldadura, llamadas también revestimientos o recubrimientos superficiales, la cual tiene el propósito de restaurar las dimensiones de las superficies desgastadas de las piezas mediante el aporte de un material nuevo, con vistas a extender su vida útil. Por otra parte esta técnica tiene un amplio uso en la fabricación de piezas nuevas, en aras de proteger un metal de bajas propiedades con una capa de una aleación compleja que le aporta propiedades específicas tales como resistencia al desgaste en cualquiera de sus variantes. Las dos aplicaciones representan ventajas económicas considerables, en el caso de la restauración de piezas la economía viene dada principalmente por la diferencia entre el costo de reparación y el costo de la pieza nueva. En el caso de la fabricación de piezas por recargue, además de que muchas ocasiones constituye una solución tecnológica para determinados elementos de máquina, el ahorro está dado por el uso de materiales de alto costo sólo en las superficies de la pieza que lo exijan según sus requerimientos de trabajo, mientras el resto del volumen se fabrica con materiales de menores costos, Esencialmente el proceso de recargue consiste en la deposición de una capa soldada que provee de las propiedades de trabajo requeridas en la superficie ya sea de una pieza nueva o desgastada, de forma que tenga un mejor desenvolvimiento en condiciones de trabajo severas, mejorando su vida útil y disminuyendo sus condiciones de mantenimiento.Los beneficios del recargue son los siguientes:

1. Es un método de fabricación de piezas que aumenta de 3 a 10 veces la vida útil de los elementos de máquina y permite la producción de piezas de forma más económica debido a que la aleación cara sólo se deposita en la zona de la pieza que lo requiere y esta puede ser construida de un material menos caro.

2. Posibilita la reconstrucción de las zonas desgastadas a menores costos que el reemplazo por una nueva pieza.

3. Disminuye los costos de mantenimiento cuando se reacondiciona la pieza en su lugar de trabajo.

4. Reduce los tiempos fuera de producción y por tanto aumenta la eficiencia del trabajo.

5. Reducción del stock de piezas de repuesto.6. La importancia económica del recargue se deriva de la posibilidad de aplicar

selectivamente un material de recargue caro, elegido en dependencia de las propiedades superficiales necesarias, en el lugar específico donde estas son requeridas, sobre un material más barato que constituiría la pieza en su conjunto. Así mismo, la aplicabilidad local del recargue usando un equipamiento portátil significa que puede ser aplicado en el lugar de utilización de la pieza, eliminando de esta forma los costos excesivos de transportación para la reparación de la pieza.

Soldadura FuerteLa soldadura fuerte consiste en un proceso de unión de dos metales a través del calentamiento de estos y la posterior adición de un metal de aportación, el cual debe tener una temperatura de fusión superior a 450 °C y menor al del metal base. Este material de aportación se colocará en el hueco que dejan las dos partes a unir y se distribuirá entre las superficies de unión por atracción capilar. Este tipo de unión es muy común en la industria y sirve para unir la mayoría de los metales y aleaciones que encontramos en el sector de la metalurgia.Características de la soldadura.La soldadura fuerte como bien indica su nombre se caracteriza por tener una fortaleza y ductilidad alta. De hecho la zona de unión es igual o más fuerte que los metales que se han unido. También es una unión que destaca por su homogeneidad en la unión, lo que implica un buen acabado a nivel estético y estanqueidad a la hora de contener fluidos.Proceso de soldadura.Existen varios métodos para la realización de esta soldadura, estos son la soldadura por soplete, mediante horno, de plata, del bronce y al vacío.Soldadura por sopleteEste es uno de los procedimientos de soldadura fuerte más utilizados. Es muy utilizado en volúmenes de producción pequeños o en operaciones especializadas. Hay varias clases de soldadura por soplete, manual, semiautomática y automática.En la soldadura manual el operario se encarga de manejar el soplete y de colocar las piezas para su unión así como el material fundente. Se utiliza en procesos de bajo volumen o en los que una máquina operaría con dificultades. Su principal inconveniente radica en la habilidad del operario para realizar la soldadura.La soldadura automática se caracteriza por eliminar casi por completo la necesidad de mano de obra humana para la realización de la soldadura, salvo para cargar y descargar las piezas de unión. Se usa para altos niveles de producción y para conseguir acabados mejores.La soldadura semiautomática es una mezcla de la manual y la automática. En este tipo de soldadura es la máquina la que maneja el soplete mientras que el operario coloca los elementos a unir el fundente. Este proceso tiene como ventajas la reducción de la mano de obra y el hecho de que no es influyente la habilidad del operario para soldar.Soldadura mediante hornoEl proceso de soldadura mediante horno está generalizado en el mundo de la industria debido a la posibilidad de producir en masa con la consecuente reducción del coste de

fabricación, cosa que lo hace ideal en cadenas de montaje, además no es necesaria mano de obra cualificada para utilizarlo. Otras ventajas son que permite la regulación de la temperatura a la cual se realiza el proceso y que no es necesario un proceso de limpieza de las piezas acabadas.Dentro de los hornos se suelen crear ambientes idóneos para la soldadura. Estos se consiguen modificando el gas que se encuentra en el horno o directamente eliminando el gas, por ejemplo se suelen inyectar gases inertes o se genera el vacío, todo esto se realiza para evitar la generación de óxido en el metal.Soldadura a la plata.La soldadura a la plata es un procedimiento en el cual se suelda con un fundente de aleación de plata junto con otros metales como cobre, cadmio o zinc.Este tipo de soldadura es utilizado principalmente en la industria de la herramienta donde se usa para unir puntas de metal duro como el carburo de tungsteno (TiC) a herramientas como sierras o taladros. Para ello se coloca la aleación de soldadura entre la pieza de metal duro y el acero para ser refundidos de nuevo.Este tipo de soldadura sirve además como “amortiguador” entre la punta de metal duro y la herramienta de acero, lo que suaviza el impacto de la herramienta y el desgaste de la punta.Soldadura de bronce.En este tipo de soldadura se utiliza una tira de bronce o latón recubierto con fundente para unirse con piezas de acero. El método de soldadura es igual que en los anteriores sin embargo en este proceso será necesario una fuente de calor mayor, por ello se suele usar gases como el acetileno como combustible.Cabe destacar que en este caso el bronce no se funde, cosa que le otorga a este proceso una serie de ventajas respecto a otros. Por ejemplo, con la soldadura de bronce se pueden unir metales diferentes además de la disminución del proceso de calentado previo de los metales a unir, también cabe destacar que la no fusión de los elementos a unir les permite mantener su geometría. Otra ventaja consiste en la eliminación de las tensiones que se puedan generar en el metal a unir, cosa que no ocurre en la soldadura de fusión por ejemplo, esto es muy importante a la hora de reparar piezas de grandes dimensiones.Por el contrario este proceso tiene desventajas como pueden ser la pérdida de fuerza a altas temperaturas y la imposibilidad de soportar altas tensiones.Soldadura al vacío.Esta técnica de soldadura se realiza en un horno especial o cámara de vacío en la cual se extrae todo el gas presente en su interior creando una atmósfera perfecta para la realización de la soldadura.Las ventajas de este proceso son significativas algunas de ellas son la extrema limpieza de la soldadura, o la alta resistencia y fuerza de las uniones. Otra ventaja es la posibilidad de tratar térmicamente al material al mismo tiempo que se realiza la unión lo que permite la mejora de las propiedades mecánicas y térmicas de las piezas finalizadas.Puesto que el proceso de soldadura se realiza en un ambiente sin gases que permitan el transporte de calor, este se aplicara a las piezas que se desean soldar mediante radiación.

Soldadura blandaEsta soldadura de tipo heterogéneo se realiza a temperaturas por debajo de los 400 oC. El material metálico de aportación más empleado es una aleación de estaño y plomo, que funde a 230 C aproximadamente.Los distintos componentes electrónicos analizados se montan normalmente en placas de circuito impreso (formadas básicamente por un aislante y cobre), y se unen mediante soldadura blanda entre sí. Cuando alguno de estos componentes se estropea, habrá que desoldar y sustituir el componente defectuoso por otro nuevo. La acción de soldar o soldeo consiste en pegar y unir sólidamente dos cosas, o dos partes de una misma cosa con alguna sustancia igual o semejante a ellas. En el caso de los circuitos eléctricos y electrónicos, los componentes unidos son placas, cables, resistores, diodos, etc. El material empleado para realizar la soldadura es normalmente una aleación de 60% de estaño y 40% de plomo, comercializándose en bobinas de distintos diámetros y pesos, incluyendo algún fundente en su interior, cuya finalidad es mejorar la soldadura

3.- DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS Lo primero que se debe hacer es limpiar las superficies, tanto mecánicamente como desde el punto de vista químico, es decir, desengrasarlas, desoxidarlas y posteriormente recubrirías con una capa de material fundente que evite la posterior oxidación y facilite el «mojado» de las mismas. A continuación se calientan las superficies con un soldador y, cuando alcanzan la temperatura de fusión del metal de aportación, se aplica éste; el metal corre libremente, «moja» las superficies y se endurece cuando enfría. El estaño se une con los metales de las superficies que se van a soldar. Comúnmente se estañan, por el procedimiento antes indicado, ambas caras de las piezas que se van a unir y posteriormente se calientan simultáneamente, quedando así unidas. En muchas ocasiones, el material de aportación se presenta en forma de hilo enrollado en un carrete. En este caso, el interior del hilo es hueco y va relleno con la resma antioxidante, lo que hace innecesario recubrir la superficie. Tiene multitud de aplicaciones, entre las que destacan: - Electrónica. Para soldar componentes en placas de circuitos impresos. - Soldaduras de plomo. Se usan en fontanería para unir tuberías de plomo, o tapar grietas existentes en ellas. - Soldadura de cables eléctricos. - Soldadura de chapas de hojalata. Aunque la soldadura blanda es muy fácil de realizar, presenta el inconveniente de que su resistencia mecánica es menor que la de los metales soldados; además, da lugar a

fenómenos de corrosión.

4.-MATERIALES Y HERRAMIENTAS Y ELEMENTOS DE PROTECCIÓN Máquina de soldar Electrodo de soldar(E7018) Piqueta para soldadura Escobilla de acero Cincel y martillo Alicate Guante Equipo de seguridad

5.-PRODEDIMIENTO

1.- Limpiar preparar (eliminar suciedad, pelar, doblar, etc.) las superficies a soldar, los componentes y el soldador. Se tendrá accesible un soporte para el soldador, con esponja limpiadora. Al insertar los componentes, asegurarse de que se han situado con la polaridad adecuada (condensadores electrolíticos, diodos, transistores, circuitos integrados...). En caso de soldar cables, es conveniente estañarlos previamente. 2.- Aplicar la punta del soldador al punto de unión. Se calentará la pieza mayor, teniendo en cuenta que los dispositivos semiconductores pueden estropearse por el calor aplicado. 3.- Aplicar el hilo de cobre entre el terminal del componente y la punta del soldador. El hilo de cobre debe fundirse por el calor recibido a través del terminal, no directamente de la punta del soldador. 4.- Retirar el hilo de cobre, y seguidamente el soldador, manteniendo unidas ambas piezas hasta que la soldadura se enfríe.

Verificar el aspecto de la soldadura (sin grietas, marcas, picos, etc.), y por último cortar los terminales sobrantes

6.-CONCLUSIONES:

Este tipo de soldadura, al no fundirse el material base permite un control mucho mejor del proceso y de las tolerancias finales, además de no ser necesario un proceso secundario para mejorar el acabado superficial.

Puede soldar materiales disimilares, ya que como lo que une es el material que se funde, no importa que los materiales a unir tengan distintos puntos de fusión.

No hay una gran zona afectada térmicamente. Es fácilmente automatizable y sirve para producciones elevadas.

Para realizar una buena soldadura hay que controlar los parámetros de soldadura. Hay que conocer las ventajas y desventajas de los electrodos de soldadura. Tener en consideración la longitud del arco eléctrico (pieza de metal y electrodo)

No son uniones que vayan a soportar altos esfuerzos por lo que no son recomendables para estructuras metálicas.

La soldadura puede dañarse con temperaturas altas, ya que el material base tiene un punto más elevado de fusión que el material de aporte.

El color es diferente, entre metal base y de aporte, por lo que estéticamente no es del todo recomendable.

7.-RECOMENDACIONES

Para realizar la soldadura debemos utilizar los equipos de seguridad y tener las comodidades de soldadura.

8.-BIBLIOGRAFIA tecnologiafuentenueva.wikispaces.com/file/view/Soldadura.pdf pcpi-equipos-microinformaticos.wikispaces.com Groover, Mikell P. (2007). Fundamentals Of Modern Manufacturing: Materials

Processes, And Systems (2nd ed.). John Wiley & Sons. Schwartz, Mel M. (1987). Brazing. ASM International.