Universidad Anáhuac México Norte

Trabajo Final: Soldadura por Resistencia.

Procesos de Manufactura

Alumno: Lizbeth Martínez Patatuchi // 00226848

Fecha de entrega: 2 de Mayo de 2017

Profesor: Francisco Aurelio Herrera Castañeda

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1 Índice

2 Introducción

En este trabajo se realizará un extenso análisis sobre el proceso de soldadura por resistencia, desde su definición y principio hasta llegar a sus aplicaciones, pasando por la práctica, el proceso, maquinaria empleada y parámetros importantes para obtener una buena soldadura por resistencia, se desarrollará de tal forma que al lector se le facilite entender el proceso de soldadura por resistencia y sus principales características.

Dicho esto cabe resaltar que el objetivo de este trabajo escrito es preparar al lector para que tenga nociones básicas sobre la realización, sus principales errores durante el proceso y aplicaciones que tiene este proceso en la industria, conociendo al mismo tiempo la relevancia que este proceso tuvo en sus tiempos.

1 Índice 22 Introducción 23 Soldadura por Resistencia 33.1 Definición 33.2 Principio 34 Contexto Histórico 35 Proceso 45.1 Tipos de Soldadura por Resistencia 45.2 Parámetros Importantes 55.3 Realización de una Buena Soldadura 55.4 Principales Errores Durante el Proceso 56 Maquinaria Empleada 67 Ventajas y Desventajas 68 Aplicaciones 710 Conclusión 711 Bibliografía y Referencias 8

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3 Soldadura por Resistencia

3.1 Definición

Se conoce la Soldadura por Resistencia (RW) como el proceso termoeléctrico de fusión para unir una, dos o mas piezas, en este proceso se combinan dos factores: calor y presión. Este tipo de soldadura se considera un proceso de fusión ya que el calor aplicado provoca la fusión de las superficies para que estas se empalmen.

3.2 Principio

A diferencia de la soldadura con arco, la soldadura por resistencia no utiliza gases protectores, fundentes o metales de relleno durante el proceso. El termino “Soldadura de Resistencia o por Resistencia” proviene del hecho de que se utiliza la propiedad eléctrica: resistencia. El principio de este proceso es la corriente que fluye a través de los metales generando una resistencia entre ellos lo cual causa un aumento de temperatura entre las superficies, logrando así la soldadura.

4 Contexto Histórico

El desarrollo y distribución de la electricidad por las compañías de energía durante los años de 1880 a 1890 y las investigaciones de Joule sobre el calentamiento de resistencias fueron factores que inspiraron al profesor Elihu Thompson en su invento, tanto así que es considerado el padre de la soldadura por resistencia eléctrica. En uno de sus experimentos principales Thompson utilizó una bobina simple y una batería para poder producir una descarga de alta tensión para cargar sus condensadores. Su interés se centro en el proceso inverso, es decir que la descarga se realizara desde el condensador hacia la bobina. En 1881 se centro en desarrollar sus ideas sobre soldadura y entre 1883 y 1885 comenzó a fabricar maquinas de soldadura inspirado en sus primeras ideas. Su experimento más cercano se llevó a cabo utilizando un dínamo de C. A. (corriente alterna) de 3 bobinas y un transformador provisto de abrazaderas que se encargarían de sujetar la pieza a soldar. A comienzos de 1886 perfecciono su experimento y patentó su invención. El proceso original era utilizado únicamente para realizar soldaduras de tope y para unir piezas de metal con áreas iguales.

Imagen 1: Fabricante Elihu Thompson con la primera soldadora por resistencia con secundario de bobina simple, construido en 1886. Obtenido de: ACHISOL. Coloquio Chileno de Soldadura. Historia de la

Soldadura. http://www.achisol.co.cl/Recursos/Archivos/Historia.pdf

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5 Proceso

Se toman las dos piezas de metal que se quieran unir y son presionadas una contra la otra con ayuda de los electrodos de la máquina soldadora de manera que el contacto eléctrico sea seguro como se muestra en la siguiente imagen.

Imagen 2: Diagrama del proceso de soldadura por resistencia. Obtenido de: mikrod. Alcavil. Como obtener una correcta soldadura por resistencia. 21 Sept 2015. http://www.alcavil.com.mx/soldadura-por-resistencia-

correcta/

Una vez presionadas las dos superficies se introduce la corriente eléctrica a travez de las placas, las cuales se calientan hasta comenzar a derretirse justo en el punto de contacto, en donde el metal fundido de las dos piezas fluye y se une; al llegar a este punto la corriente se apaga y el metal fundido comienza a solidificarse formando la conexión metálica entre las dos piezas finalizando el proceso.

5.1 Tipos de Soldadura por Resistencia

Los procesos de Soldadura por Resistencia de mayor importancia comercial son los siguientes:

• Soldadura de Puntos por Resistencia (RSW): Los materiales usados en este proceso son aleaciones basadas en cobre o compuestos de metales refractarios. En este tipo de soldadura se obtiene la fusión en una sección de la superficie de empalme de una unión superpuesta, mediante electrodos opuestos.

• Soldadura de Costura por Resistencia (RSWE): En este proceso los electrodos son sustituidos por ruedas giratorias las cuales producen una serie de soldaduras de puntos sobrepuestos a lo largo de la unión deseada. Este proceso produce uniones herméticas perfectas para la producción de tanques de gasolina y silenciadores de automóviles.

• Soldadura de Movimiento Continuo: La rueda gira en forma continua a una velocidad constante y la corriente se activa en ciertos intervalos cuidando que coincida con el esparcimiento deseado entre los puntos de soldadura a lo largo de la unión deseada.

• Soldadura de Proyección por Resistencia (RPW): A diferencia de los demás tipos de soldadura en este proceso la fusión ocurre en uno o mas puntos de contacto relativamente pequeños sobre la pieza, los cuales están determinados por el diseño de las piezas que se van a unir. Generalmente se utiliza para realizar grabados, proyecciones o intersecciones.

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5.2 Parámetros Importantes

Es importante que el operador tenga en cuenta los siguientes factores críticos para poder realizar un buen proceso de soldadura:

• Magnitud de la corriente: Se utiliza una magnitud de 2000 a 5000 amperes.

• Tiempo durante el cual fluye la corriente: Para este proceso no se pueden utilizar un “relay" o “switch” ya que la velocidad de reacción de estos componentes es muy lenta. En cambio se utilizan tubos de ignitron y rectificadores controlados, ambos operan con señales eléctricas en una pequeña fracción de segundo para conducir una gran cantidad de corriente.

• Fuerza de presión en las placas(fuerza del electrodo): Esta presión es necesaria ya que garantiza el contacto eléctrico entre las partes que van a ser soldadas.El método más común es el aire comprimido

El valor optimo de estos parámetros varía con el tipo de metal y su grosor durante el proceso.

5.3 Realización de una Buena Soldadura

Se deben de tomar en cuenta ciertos factores para poder realizar un proceso de soldadura correcto, a continuación se listaran algunos de los parámetros que se deben seguir:

• Se debe de ajustar la corriente de soldar para encontrar los estándares de calidad de soldar. • Usar el material para electrodo específico para el trabajo que se está realizando.• Una superficie de contacto de los electrodos muy grande dará como resultado soldaduras muy

grandes.• Una superficie de contacto de los electrodos muy pequeña dará como resultado puntos muy

pequeños.• Un tiempo de suelda muy corto dará como resultado una soldadura de baja resistencia y existe

riesgo de que los electrodos se peguen a la superficie. • Enfriamiento insuficiente dará como resultado en engrosamiento y acortará la vida de los

electrodos, además de que se puede generar una ruptura en la superficie. • Soldar sobre material sucio acortará la vida de los electrodos y marcará o quemará la superficie

de trabajo.• La velocidad excesiva de los electrodos acelerará el revestimiento de los electrodos y dañará el

equipo. • Se recomienda no hacer una suelda sobre el mismo punto dos veces para tratar de cubrir una

mala soldadura. Se debe esperar a que la soldadura se solidifique y repetir el proceso con una corriente mucho más alta.

5.4 Principales Errores Durante el Proceso

A continuación se mencionaran algunos de los errores típicos al momento de realizar este proceso, es de vital importancia evitar los siguientes puntos para poder realizar un proceso de soldadura ideal:

• Deformaciones en las puntas de los electrodos.• Permitir que la soldadura por costura se salga de las esquinas del trabajo que se esta

realizando.• Limar las puntas de los electrodos con una lima de hierro.• Utilizar porta electrodos con fugas o deformaciones.• Permitir que las conexiones de agua para enfriamiento se obstruyan.

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Evitar los puntos anteriores no solo mejorará el acabado final de nuestra soldadura, también evitará daños en el equipo y existirán menos probabilidades de que el operador sufra un accidente.

6 Maquinaria Empleada

A continuación se muestra un dibujo con los componentes de una maquina soldadora tipo prensa:

Imagen 3: Maquina Soldadora Tipo Prensa. Obtenido de: ENTRON Controls, Inc. Soldadura Por Resistencia. http://www.spotweldingconsultants.com/welding_basics_spanish.pdf

7 Ventajas y Desventajas

Ahora que conocemos el proceso de soldadura por resistencia podemos analizar y determinar las ventajas y desventajas al usar este método en la industria, la siguiente tabla muestra algunas ventajas y desventajas que nos brinda este proceso:

Ventajas Desventajas

No se requiere un metal de relleno Costo inicial elevado

Tiempo de proceso muy corto Los tipos de uniones que pueden soldarse se limitan a las uniones sobrepuestas para la mayoría de los procesos de RW

Unión electro-mecánica fiable

No requiere consumibles como materiales o varillas de soldadura.

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Tabla 1: Ventajas y Desventajas del Proceso de Soldadura por Resistencia (elaboración propia).

8 Aplicaciones

La eficacia de este proceso nos permite aplicar este método en diferentes industrias como: Automoción, Electrónica y células solares, TI y multimedia, Industria médica, Industria aeroespacial y Tecnología de la Defensa. Unas de las principales aplicaciones en la industria automotriz son las siguientes:

• Conexiones del motor.• Soldadura de carrocerías.• Conectores.• Cables.• Componentes para iluminación.• Lengüetas de batería.• Sensores.

Imagen 4: Soldadura de carrocerías mediante el proceso de soldadura por resistencia. Obtenido de: Rick Carlton. Proceso de Fabricación de Automóviles. http://www.ehowenespanol.com/proceso-fabricacion-

automoviles-como_10601/

10 Conclusión

En la realización de este trabajo se comprendieron los objetivos planteados en la introducción, por ejemplo los diferentes tipos de soldadura por resistencia que existen y sus variantes, las ventajas y desventajas en este proceso, aplicaciones en la industria y los errores que se pueden presentar al realizar este proceso. Se logro comprender a detalle el origen de este proceso y como fue evolucionando poco a poco hasta llegar a la maquinaria final que se utiliza hoy en día.Es importante comprender los diferentes procesos de soldadura que existen en la industria para poder analizar las ventajas y desventajas que nos brindan para posteriormente aplicarlas en las diferentes situaciones que se presenten.

Limpio y ecológico

Ventajas Desventajas

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11 Bibliografía y Referencias

ACHISOL. Coloquio Chileno de Soldadura. Historia de la Soldadura. http://www.achisol.co.cl/Recursos/Archivos/Historia.pdf

Concepción Pérez García. El equipo de soldadura por resistencia eléctrica. Septiembre 2012. Obtenido de: http://www.centro-zaragoza.com:8080/web/sala_prensa/revista_tecnica/hemeroteca/articulos/R53_A2.pdf

mikrod. Alcavil. Como obtener una correcta soldadura por resistencia. 21 Sept 2015. http://www.alcavil.com.mx/soldadura-por-resistencia-correcta/

ENTRON Controls, Inc. Soldadura Por Resistencia. http://www.spotweldingconsultants.com/welding_basics_spanish.pdf

AMADA MIYACHI EUROPE. So ldadura por res is tenc ia . Obten ido de: h t tp : / /www.amadamiyachieurope.com/esp-es/tecnolog%C3%ADa/soldadura-por-resistencia/

Mikell Groover (2007) FUNDAMENTOS DE MANUFACTURA MODERNA.Tercera Edición.

Unidad IV - Procesos de Ensamble. Soldadura por Resistencia. Obtenido de: http://unidadivprocesosdesoldadura.weebly.com/soldadura-por-resistencia.html

Kalpakjian, Serowe. “Manufactura, ingeniería y tecnología”. Pearson, Educación, 2002.

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