PORTADA DEL CUADERNILLO DE REGULARIZACIÓN.

CONALEP LEÓN I.

APLICACIÓN DE LOS PROCESOS DE

SOLDADURA.

Cuarto Semestre.

Carrera: Electromecánica.

Este cuadernillo de Aplicación de los Procesos de Soldadura, de cuarto semestre, fue

desarrollado y aprobado por los docentes de la academia de Electromecánica Industrial y

la jefatura de Formación Técnica del plantel CONALEP FELIPE BENICIO MARTÍNEZ CHAPA

Aprobación Director General del CONALEP FELIPE BENICIO MARTINEZ CHAPA

Víctor Israel González Alcantar

Aprobado

Martha Delia Chávez González

Ma. Pilar Almonaci Valadez

Ana Lourdes Barajas Pérez

Francisco Daniel Carrillo Hernández

Revisión

Martha Delia Chávez González

Ma. Pilar Almonaci Valadez

Ana Lourdes Barajas Pérez

Francisco Daniel Carrillo Hernández

Autores

Omar Vallarta Sandoval - Conalep Felipe B. Martínez Chapa

Gerardo de Jesús Flores Hernández - Conalep Felipe B. Martínez Chapa

RÚBRICA DE APRENDIZAJE CONTENIDO ESPECÍFICO 1.1 Prepara los equipos,

herramientas y materiales usados en los diferentes procesos de aplicación de soldadura, considerando su aplicación.

A. Clasificación general de los procesos de soldadura.

Blanda.

Fuerte.

Forja. B. Descripción de los procesos de soldadura más utilizados en los procesos industriales modernos.

Soldadura con gas.

Soldadura por resistencia.

1.2 Elabora dibujos de construcción

de elementos constitutivos de sistemas mecánicos, a partir de la información técnica contenida en planos y diagramas.

A. Elaboración de croquis de elementos mecánicos.

Selección de elementos.

Desarrollo del croquis.

Identificación de detalles. B. Diseño preliminar de elementos mecánicos.

Desarrollo del dibujo técnico.

Cotas generales en sistema métrico decimal

2.1 Selecciona el método de soldadura a aplicar, considerando las características técnicas de las estructuras a realizar y el presupuesto del cliente.

A. Análisis técnico del plano del elemento a soldar.

Cotas en sistema inglés.

Especificaciones generales. B. Presupuestación preliminar.

Cantidad de material.

Tiempo de mano de obra. C. Selección de métodos de aplicación de soldadura.

Características y aplicaciones.

Preparación del material.

Características de la aplicación de la soldadura.

2.2 Aplica los procesos de soldadura,

elaborando la estructura requerida, de acuerdo a las especificaciones del cliente.

A. Elaboración de modelo a escala.

Elementos rectos o curvos sin deformaciones aparentes.

Cordones de soldadura aplicados según procedimiento establecido.

Presupuestación de trabajo con dimensiones reales.

B. Construcción de estructuras mediante procesos de soldadura.

Obtención de soportes soldados.

Obtención de elementos mecánicos.

Ficha técnica de trabajos desarrollad

UNIDAD 1. Preparación de insumos para trabajos de soldadura. Resultado de aprendizaje 1.1

Prepara los equipos, herramientas y materiales usados en los diferentes procesos de aplicación de soldadura, considerando su aplicación. Temas:

A. Clasificación general de los procesos de soldadura.

Blanda.

Fuerte.

Forja.

LA SOLDADURA

La soldadura es un proceso de unión entre metales por la acción del calor, con o sin aportación de material metálico nuevo, dando continuidad a los elementos unidos.

Es necesario suministrar calor hasta que el material de aportación funda y una ambas superficies, o bien lo haga el propio metal de las piezas. Para que el metal de aportación pueda realizar correctamente la soldadura es necesario que «moje» a los metales que se van a unir, lo cual se verificará siempre que las fuerzas de adherencia entre el metal de aportación y las piezas que se van a soldar sean mayores que las fuerzas de cohesión entre los átomos del material añadido.

CLASIFICACIÓN GENERAL DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA.

Soldadura blanda Esta 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 oC aproximadamente.

Procedimiento para soldar.

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.

Soldadura fuerte

También se llama dura o amarilla. Es similar a la blanda, pero se alcanzan temperaturas de hasta 800 oC. Como metal de aportación se suelen usar aleaciones de plata, y estaño (conocida como soldadura de plata); o de Cobre y Zinc. Como material fundente para

cubrir las superficies, desoxidándolas, se emplea el bórax. Un soplete de gas aporta el calor necesario para la unión. La soldadura se efectúa generalmente a tope, pero también se suelda a solape y en ángulo.

Este tipo de soldadura se lleva a cabo cuando se exige una resistencia considerable en la unión de dos piezas metálicas, o bien se trata de obtener uniones que hayan de resistir esfuerzos muy elevados o temperaturas excesivas. Se admite que, por lo general, una

soldadura fuerte es más resistente que el mismo metal que une.

Soldadura por Forja.

La Soldadura por Forja, también conocida como Soldadura de Fragua, es el proceso de soldadura conocido más antiguo de la historia. Actualmente ya no se utiliza, o por lo menos no a nivel industrial, pero es importante conocerlo para aprender de los orígenes de la soldadura y cómo ha evolucionado a lo largo de tiempo a las soldaduras actuales.

La soldadura de fragua o de forja es un proceso para la unión de dos metales por medio de calor o presión y se define como la liga metalúrgica entre los átomos del metal a unir y el de aporte. Existen diversos procesos de soldadura los que difieren en el modo en que se aplica el calor o la energía para la unión.

La soldadura por forja es el primer tipo de soldadura que aparece en la historia. Los primeros ejemplos de soldadura por forja se dan desde la edad de bronce y la edad del hierro en Europa y el Oriente Medio.

La soldadura de fragua se trabajaba principalmente para dar forma a metales, alargándolos, creando giros y formas geométricas sin necesidad de romper el material, para realizar remaches, para unir piezas de metal entre si y para cualquier otro trabajo que tuviese que ver con metales. Las principales limitaciones de este tipo de soldadura eran dos bien conocidas. Por un lado, el tamaño de las piezas que podían trabajarse con este tipo de soldadura, tenían que ser relativamente pequeñas. Por otro, las piezas debían tener de alguna forma superficies lisas y planas. Además, el proceso era lento y requería de mucha fuerza para conseguir resultados satisfactorios. Estas limitaciones consiguieron que se investigaran nuevos métodos para trabajar el metal y la soldadura en concreto, y así se descubriera el resto de los procesos de soldadura que existen en la actualidad. Algunos de los más conocidos los hemos explicado en los siguientes artículos: B. Descripción de los procesos de soldadura más utilizados en los procesos industriales modernos.

Soldadura con gas.

Soldadura por resistencia.

SOLDADURA CON GAS O A GAS

La soldadura a gas fue uno de los primeros procesos 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 no ferrosos. Sigue siendo un proceso versátil e importante pero su uso se ha restringido ampliamente a soldadura de chapa metálica, cobre y aluminio. El equipo de soldadura a gas puede emplearse también para la soldadura fuerte, blanda y corte de acero. Tanto 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. 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, estaño, cobre o 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:

Gas combustible Temperatura de

flama teórica °C

Intensidad de combustión

cal/cm3 /s Uso

Acetileno 3 270 3 500 Soldadura y corte

Metano 3 100 1 700 Soldadura fuerte y blanda

Propano 3 185 1 500 Soldadura en general

Hidrógeno 2 810 2 100 Uso limitado

SOLDADURA POR RESISTENCIA.

La soldadura por resistencia es considerada un proceso de fabricación, termoeléctrico, se realiza por el calentamiento que experimentan los metales, hasta la temperatura de forja o de fusión debido a su resistencia al flujo de una corriente eléctrica, es una soldadura tipo autógena que no interviene material de aporte. Los electrodos se aplican a los extremos de las piezas a soldar, se colocan juntas a presión y se hace pasar por ellas una corriente eléctrica intensa durante un instante. La zona de unión de las dos piezas, como es la que mayor resistencia eléctrica ofrece, se calienta y funde los metales, realizándose la soldadura. La cantidad de calor necesaria, por tanto, la intensidad aplicada y tiempo de presión ejercida dependerá del tipo de metal a soldar.

Los principales tipos de soldadura por resistencia son los siguientes:

Soldadura por puntos.

Soldadura proyecciones o resaltos.

Soldadura costura.

Soldadura a tope.

Soldadura por chispa.

Soldadura de hilo aislado.

Tanto el calor como la presión son los principales factores en este tipo de soldaduras ya que se obliga a tener un buen contacto entre electrodo y pieza antes de aplicar calor, manteniendo en contacto las superficies a unir una vez alcanzada su temperatura para la correcta soldadura. El ciclo de soldeo se puede dividir en varias fases:

1. FASE DE POSICIONAMIENTO: se ejerce presión sobre los electrodos de tal forma que se consiga la unión de los materiales a soldar.

2. FASE DE SOLDEO: pasa la corriente eléctrica creando diferencia de potencial

entre los electrodos. Se mantiene una presión entre los electrodos durante esta fase, que suele ser mejor que la ejercida en la fase de posicionamiento.

3. FASE DE MANTENIMIENTO: se incrementa la presión ejercida después de cortarse la corriente eléctrica.

4. FASE DE DECADENCIA: se reduce la presión hasta retirar la pieza una vez ya soldada.

Este procedimiento se utiliza mucho en la industria para la fabricación de láminas y alambres de metal, se adapta muy bien a la automatización. Los elementos básicos en este tipo de soldadura son, electrodos, por donde fluye la energía eléctrica, material a soldar y una presión ejercida en la zona a soldar.

Resultado de aprendizaje 1.2

Elabora dibujos de construcción de elementos constitutivos de sistemas mecánicos, a partir de la información técnica contenida en planos y diagramas.

Temas:

A. Elaboración de croquis de elementos mecánicos.

Selección de elementos

Desarrollo del croquis.

Identificación de detalles Los materiales a utilizar en una la elaboración de una estructura metálica dependerán de la estructura a realizar y de la selección correcta de materiales, por ejemplo si se desea hacer una ventana de metal, lo lógico es seleccionar los perfiles adecuados para su elaboración que en gran medida dependerá de las necesidades del cliente. Para fabricar una ventana de herrería, son imprescindibles Perfiles para ventanas de herrería.

Los materiales que se pueden usar para la elaboración de ventanas se dividen en:

Para marco exterior y marco de la ventana

El croquis es también un dibujo realizado a mano alzada, que contiene información completa sobre las dimensiones (medidas) y la forma del objeto, para que puede ser fabricado. ... Es una representación gráfica mucho más detallada que el boceto

y su ejecución requiere más precisión y claridad ya que muestra los detalles de la estructura a realizar.

B. Diseño preliminar de elementos mecánicos.

Desarrollo del Dibujo Técnico.

Cotas Generales en el sistema métrico decimal. El dibujo técnico busca representar de una manera exacta y precisa un objeto, sus dimensiones y características específicas y notables. Es un idioma universal, todo ingeniero debe saber realizar e interpretar estas representaciones. Este ha facilitado el trabajo de los ingenieros, ya que por medio del dibujo técnico plasman su trabajo de manera gráfica para posteriormente darle vida y realizar la construcción tangible.

Para hacer entendible un plano o representación se manejan las llamadas vistas del objeto, que proporcionan una idea más exacta de las dimensiones de estos. Las medidas en las vistas de los objetos se dan por guías llamadas cotas, que contienen los datos dimensionales de estos para recrearlos a escala y con las proporciones reales y con gran precisión.

El dibujo técnico se utiliza como medio de expresión y de comunicación o de enlace entre el proyecto y su ejecución, como pueden ser los planos de estructuras, instalaciones de tuberías, redes eléctricas, etc.

ACTIVIDAD A REALIZAR DE LA UNIDAD I.

ACTIVIDAD 1. Elabora un mapa conceptual de la clasificación general de los

procesos de soldadura resaltando su definición y usos principales.

UNIDAD 2. Aplicación de procesos de soldadura en sistemas mecánicos. Resultado de aprendizaje 2.1

Selecciona el método de soldadura a aplicar, considerando las características técnicas de las estructuras a realizar y el presupuesto del cliente.

Temas:

A. Análisis técnico del plano del elemento a soldar

Cotas en sistema inglés

Especificaciones generales La acotación es la representación de las dimensiones y otras características de un objeto en el dibujo técnico. Además de las dimensiones, la acotación también representa información adicional (distancias, materiales, referencias, etc.) mediante el uso de líneas, símbolos, figuras y notas. Podemos especificar que la acotación estudia las distintas posibilidades de colocar las medidas en los dibujos de las piezas. Se pueden distinguir inicialmente dos clases de cotas: por un lado, las cotas de dimensión, que ayudan al lector del dibujo a saber las proporciones del objeto, y las cotas de situación, que ayudan a saber con franqueza donde se sitúan los objetos internos de la figura. La acotación está regulada en Europa por la norma DIN 406, y a nivel internacional por la norma ISO 129-1:2004 (International Organization for Standardization, Nº129, apartado 1) y su entrada en vigencia es del año 2004. Existen normas más específicas como la ISO 2768-1, que define las reglas para las tolerancias generales de longitudes y ángulos, y la ISO 2768-2 sobre normas generales de forma y posición de la vista. La acotación en el sistema inglés para piezas mecánicas está dada por sus unidades longitudinales que se derivan del pie y la pulgada básicamente y para ello nos apoyamos en muchas ocasiones en la conversión de unidades al sistema métrico decimal.

B. Presupuestación preliminar

Cantidad de material

Tiempo de mano de obra.

Primeramente debemos determinar la cantidad de material a emplear para lo que necesitamos el croquis del elemento o estructura a realizar, con base en sus dimensiones calculamos el total de material a emplear y los tipos de perfiles a utilizar y contabilizamos su costo del puro material, posteriormente debemos sumamos un estimativo del costo de ½ kg de soldadura, ½ litro de pintura, 1Litro de Thinner Acrílico más un costo fijo de luz (energía eléctrica) y desgaste de disco de corte, desbaste y lijado aproximadamente ($100). Ahora para considerar el costo de la mano de obra se considera por lo general el 100% del costo de material redondeando a nuestro favor, por decir si el costo de todos los materiales es de $740 pesos, el costo total de la ventana será de $1500 pesos ya redondeado.

C. Selección de métodos de aplicación de soldadura

Características y aplicaciones.

Preparación del material.

Características de la aplicación de la soldadura. Para seleccionar un proceso de soldadura consideramos cuatro sencillos pasos: 1. La junta a soldar se analiza en función de sus necesidades 2. Los requisitos de la junta deben coincidir con las capacidades de los procesos disponibles y la preparación de los materiales. Son seleccionados uno o más métodos de soldadura de acuerdo con los equipos para soldar con que se cuente, que en muchas veces tenemos soldadura por arco eléctrico por su gran versatilidad para unir piezas de material base con material de aporte, en otros casos contamos con un equipo de micro alambre que en gran medida esta sustituyendo a la soldadura eléctrica, pero siempre considerando los materiales base. 3. Se utiliza una lista de variables para determinar la capacidad de los procesos seleccionados para satisfacer la aplicación solicitada. En este caso debemos determinar el tipo de unión de soldadura y el tipo de cordón más adecuado para unir las piezas. 4. El proceso o procesos considerados más eficientes son revisados con un representante informado por el fabricante de equipos o por la persona con mejor experiencia y aptitud para realizar el trabajo de soldadura. Resultado de aprendizaje 2.2

Aplica los procesos de soldadura, elaborando la estructura requerida, de acuerdo a las especificaciones del cliente. Temas: A. Elaboración de un modelo a escala.

Elementos rectos o curvos sin deformaciones aparentes

Cordones de soldadura aplicados según procedimiento establecido.

Presupuestación de trabajo con dimensiones reales.

Cordones encordados y tejidos en soldadura Cuando durante la aplicación de un cordón de soldadura (sin importar el proceso), el

cordón de soldadura se aplica con muy pocas oscilaciones o ninguna, se dice que estamos

aplicando un cordón encordado o recto; a su vez, cuando el cordón de soldadura se aplica

realizando movimientos oscilatorios se dice que estamos aplicando un cordón tejido. Con

los cordones tejidos; a través del movimiento del electrodo o la antorcha, se pueden

controlar características del cordón de soldadura tales como: Penetración, deposición o

acumulación del material de aporte, ancho, porosidad, socavado, superposición e

inclusiones de escoria. Aunque la mayoría de las veces el patrón tejido a utilizar queda a

discreción del soldador, algunos procedimientos de soldadura especifican el ancho y el

patrón tejido que se deben emplear en el cordón de soldadura, por otro lado; algunos

patrones tejidos son especialmente útiles en determinadas situaciones.

Fabricación de una ventana corrediza con medidas de 1 metro de anchos por 85 cm de altura, utilizamos 7 diferentes perfiles en esta fabricación. El presuespto real para esta ventana por varios herreros es de------------------- B. Construcción de estructuras mediante procesos de soldadura.

Obtención de soportes soldados.

Obtención de elementos mecánicos.

Ficha técnica de trabajos desarrollados. Para este último punto de la construcción de estructuras pondremos el siguiente ejemplo que cubre los tres subtemas:

Por ejemplo, para hacer esta ventana necesitamos los siguientes materiales:

Los materiales que podemos usar en la elaboración de la estructura de una ventana son: Para marco exterior: Para el marco de la ventana: Perfil 121 Perfil 123 Perfil 122 Perfil 101 Perfil 103 Perfil 154 Perfil 124

Ficha Técnica: Fabricación de una ventana corrediza con medidas de 1 metro de anchos por 85 cm de altura, utilizamos 7 diferentes perfiles en esta fabricación.

Paso a paso para hacer una ventana corrediza de herrería.

Para empezar, se cortarán perfiles 121 y 122 de PROLAMSA.

El perfil 121 se utiliza para los dos laterales y para la parte superior de la ventana. Una vez que se tengan los perfiles para ventanas de herrería cortados se arma el

marco exterior que fungirá como base para las ventanas: una móvil y una fija. El perfil 103 se corta a la medida y se coloca al centro de la ventana de dos hojas. Posteriormente se utiliza un perfil 123 para la parte inferior. El perfil 123 se coloca abajo y de manera perfecta para que deslice sin problema. Posteriormente se realizan cortes con el Perfil 101 para laterales y superior. Se hacen cortes a 45 grados y se hace el armado del marco para la ventana. Se utiliza el proceso de electro revestido. Ya que se tiene soldada la ventana se esmerila la soldadura. Se realizan rebajes al Perfil 101 en la parte inferior en donde se colocará el perfil 123. A continuación, se corta el Perfil 124 para colocarle baleros que corren por dicho

perfil. Por consiguiente, se corta el Perfil 154 que sería el canutillo para el vidrio. Para estos perfiles para ventanas de herrería se utilizan dos largueros. Se utilizan estos perfiles para ventanas de herrería fija y móvil. Se realizan perforaciones con broca de 3/16. Una vez que se tengan hechas todas las perforaciones se colocan todos los tornillos

para hacer rosca. Se colocan baleros o carretillas para que las ventanas corran libremente. El perfil 124 se coloca para la contra y que corra de manera perfecta. Se instalan cerrojos de resbalón en el perfil 103. Se coloca pasta automotriz en cada una las soldaduras para afinar detalles. Se lija toda la pasta automotriz para detallar. Posteriormente se coloca fondo de piroxilina gris. Se entinta con pintura catalizadora que da más brillo y durabilidad a las ventanas. Para colocar las ventanas se utiliza silicón transparente y un desarmador con punta

estrella. El vidrio será de 3 milímetros y se coloca con silicón en las cuatro esquinas de la

ventana. Se aprietan los tornillos de manera perfecta para que el vidrio no se mueva y corra

riesgo. Se coloca en el marco exterior.

ACTIVIDAD A DESARROLLAR DE LA UNIDAD 2.

ACT. 2 Elabora un presupuesto real de una protección para ventana, en donde

describas los materiales empleados para una ventana de 1.20m por 1.20m

BIBLIOGRAFIA

https://soldadura.top/por-forja/

https://www.youtube.com/watch?time_continue=39&v=Pha_p4cKbeY&feature=emb_title

https://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_a_gas

http://elray.com.mx/soldadura/cordonessoldadura

https://www.prolamsa.com/tutorial-ventana-corrediza-paso-a-paso/