Soldadura Por Resist en CIA Electrica

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Soldadura por Resistencia Soldadura por Resistencia Eléctrica Eléctrica Universidad de Chile F.C.F.M. Departamento de Ingeniería Civil Mecánica egrantes: Marco Ruiz H. egrantes: Marco Ruiz H. Camilo Casas Camilo Casas fesor: Oscar Bustos fesor: Oscar Bustos

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Exposición preparada para la materia Soldadura para Ingenieros, de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad Central de Venezuela

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Soldadura por Resistencia Soldadura por Resistencia EléctricaEléctrica

Universidad de Chile F.C.F.M.Departamento de Ingeniería Civil Mecánica

Integrantes: Marco Ruiz H.Integrantes: Marco Ruiz H. Camilo Casas Camilo Casas

Profesor: Oscar BustosProfesor: Oscar Bustos

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Que es Soldadura por Que es Soldadura por Resistencia Eléctrica?Resistencia Eléctrica?

La soldadura por resistencia utiliza una combinación de calor y presión para obtener una coalescencia.

El calor se genera mediante una resistencia eléctrica dirigida hacia el flujo de corriente en la unión que se va a soldar.

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Como se realiza esta soldadura?Como se realiza esta soldadura?

Maquinaria empleada para realizar Maquinaria empleada para realizar el proceso de soldadura por el proceso de soldadura por resistenciaresistencia

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ComponentesComponentes

Los componentes incluyen las partes de trabajo que Los componentes incluyen las partes de trabajo que se van a soldar (por lo general partes de lámina se van a soldar (por lo general partes de lámina metálica)metálica)

Dos electrodos opuestosDos electrodos opuestos

Un medio para aplicar presión destinado a apretar Un medio para aplicar presión destinado a apretar

las partes entre los electrodos las partes entre los electrodos

Un transformador de corriente alterna desde el cual Un transformador de corriente alterna desde el cual se aplica una corriente controlada.se aplica una corriente controlada.

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En el proceso de uniónEn el proceso de unión

La operación produce una zona de fusión La operación produce una zona de fusión entre las dos partes, denominada una entre las dos partes, denominada una pepita de soldadura pepita de soldadura en la soldadura de en la soldadura de puntos.puntos.

No usa gases protectores, fundentes o No usa gases protectores, fundentes o metal de aporte y los electrodos que metal de aporte y los electrodos que conducen la corriente eléctrica para el conducen la corriente eléctrica para el proceso son no consumiblesproceso son no consumibles

Proceso de soldadura por fusión porque el Proceso de soldadura por fusión porque el calor aplicado provoca la fusión de las calor aplicado provoca la fusión de las superficies empalmantes (hay superficies empalmantes (hay excepciones)excepciones)

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Fuente de energía en la Fuente de energía en la soldadura por resistenciasoldadura por resistencia

La energía calorífica aplicada a la operación de La energía calorífica aplicada a la operación de soldadura:soldadura:

H H I I 22Rt [J]Rt [J] Corrientes muy altas (5000 a 20 000 [A])Corrientes muy altas (5000 a 20 000 [A]) Voltajes bajos (normalmente menos de 10 [v])Voltajes bajos (normalmente menos de 10 [v]) Tiempos de los procesos, usualmente de 0.1 a 0.4 Tiempos de los procesos, usualmente de 0.1 a 0.4

[s][s]

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Ejemplo NuméricoEjemplo Numérico

Se ejecuta una operación de soldadura de puntos por resistencia Se ejecuta una operación de soldadura de puntos por resistencia sobre dos piezas de láminas de acero de 2 mm de grosor, sobre dos piezas de láminas de acero de 2 mm de grosor, usando 12 000 A para una duración de 0.23 seg. Los electrodos usando 12 000 A para una duración de 0.23 seg. Los electrodos tienen un diámetro de 7 mm en las superficies que hacen tienen un diámetro de 7 mm en las superficies que hacen contacto. Se supone que la resistencia es 0.0001 (contacto. Se supone que la resistencia es 0.0001 (), y que la ), y que la pepita de soldadura resultante tiene un diámetro de 7 mm y un pepita de soldadura resultante tiene un diámetro de 7 mm y un espesor de 3 mm. espesor de 3 mm.

La unidad de energía de fusión para el metal Um = 10 J/mm3. La unidad de energía de fusión para el metal Um = 10 J/mm3.

¿Qué parte del calor generado se usó para formar la soldadura y ¿Qué parte del calor generado se usó para formar la soldadura y que parte se disipó dentro del metal circundante?que parte se disipó dentro del metal circundante?

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SoluciónSolución Según la ecuacion de calor aportadoSegún la ecuacion de calor aportado

H = (12 000)^2 (0.000 1) (0.23) = 3312 [W*s]H = (12 000)^2 (0.000 1) (0.23) = 3312 [W*s] volumen de la pepita de soldadura: volumen de la pepita de soldadura:

El calor requerido para fundir este volumen de El calor requerido para fundir este volumen de metal es:metal es:

Hm =115.454(10) = 1154.54 JHm =115.454(10) = 1154.54 J El calor restante, 3312-1154.54=2157.46 (65% del El calor restante, 3312-1154.54=2157.46 (65% del

total) lo absorbe el metal circundante.total) lo absorbe el metal circundante.

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Procesos de soldadura por Procesos de soldadura por resistenciaresistencia

Principales procesos de soldaduraPrincipales procesos de soldadura Soldadura de puntos por resistencia (SPR o Soldadura de puntos por resistencia (SPR o

RSW)RSW) Soldadura engargolada (SER O RSEW)Soldadura engargolada (SER O RSEW) Soldadura por proyección (SEP P RPW)Soldadura por proyección (SEP P RPW)

Otros:Otros: Soldadura instantáneaSoldadura instantánea Soldadura a tope con recalcado Soldadura por percusiónSoldadura por percusión Soldadura por resistencia de alta frecuenciaSoldadura por resistencia de alta frecuencia soldadura por inducción de alta frecuencia

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Soldadura de puntosSoldadura de puntos

Fusión obtenida por electrodos Fusión obtenida por electrodos opuestos.opuestos.

Laminas de espesos < 3 [mm]Laminas de espesos < 3 [mm] Electrodo de formas variadas.Electrodo de formas variadas. Resistencia similar a metal baseResistencia similar a metal base Uniones no herméticasUniones no herméticas

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Soldadura de puntosSoldadura de puntos

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Soldadura de puntosSoldadura de puntos

Tipos de electrodos usados en SPR:Tipos de electrodos usados en SPR:

Aleaciones base cobre:Aleaciones base cobre: Resistencia eléctrica bajaResistencia eléctrica baja Conductividad térmica altaConductividad térmica alta

Metales refractarios (Cu. W)Metales refractarios (Cu. W) Mayor resistencia desgasteMayor resistencia desgaste

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Soldadura de puntosSoldadura de puntos

Maquinas para soldadura de punto:Maquinas para soldadura de punto: Soldadores de punto de balancínSoldadores de punto de balancín

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Soldadura de puntosSoldadura de puntos

Soldadores de punto tipo prensaSoldadores de punto tipo prensa Fuerzas mayoresFuerzas mayores AutomatizadasAutomatizadas

Pistolas portátiles de soldadura de puntos Trabajos pesados

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Soldadura puntosSoldadura puntos

Usos: Se usa ampliamente en la producción

masiva de automóviles. Aparatos domésticos, muebles

metálicos y otros productos hechos a partir de láminas metálicas.

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Soldadura engargolada Soldadura engargolada resistenciaresistencia

Electrodos en forma de ruedasElectrodos en forma de ruedas

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Soldadura engargolada Soldadura engargolada resistenciaresistencia

Uniones herméticasUniones herméticas Dificultad en esquinas e Dificultad en esquinas e

irregularidadesirregularidades Distorsión elevada -> uso de soportesDistorsión elevada -> uso de soportes Necesidad de enfriamientoNecesidad de enfriamiento Tipos:Tipos:

soldadura de movimiento continúo. soldadura de puntos con rodillo. soldadura continua.

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Soldadura engargolada Soldadura engargolada resistenciaresistencia

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Soldadura por proyecciónSoldadura por proyección

Coalescencia en pequeños puntos Coalescencia en pequeños puntos de contacto:de contacto: proyecciones, grabados o

intersecciones localizadas

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Soldadura por proyecciónSoldadura por proyección

Tipos:Tipos: Soldaduras de alambre transversalSoldaduras de alambre transversal

las superficies de los alambres redondos que hacen contacto funcionan como las proyecciones y permiten ubicar el calor de resistencia para la soldadura.

Usos: parrillas de estufas, carros de Usos: parrillas de estufas, carros de supermercados, alambradas, etc.supermercados, alambradas, etc.

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Soldadura instantáneaSoldadura instantánea

Uniones empalmadasUniones empalmadas

Piezas a unir mismas secciones Piezas a unir mismas secciones transversalestransversales

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Soldadura instantáneaSoldadura instantánea

Usos:Usos: Tiras de acero en operaciones con

laminadoras La unión de extremos en el estirado

de alambres Soldadura de partes tubulares.

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Soldadura a tope con recalcado

Calentamiento mediante resistencia Calentamiento mediante resistencia eléctrica.eléctrica.

Partes en contacto durante el Partes en contacto durante el calentamientocalentamiento

Usos similares a la soldadura Usos similares a la soldadura instantánea.instantánea.

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Soldadura por percusiónSoldadura por percusión

Ciclo de soldadura muy corto de Ciclo de soldadura muy corto de rango entre 1 y 10 [ms]rango entre 1 y 10 [ms]

Calentamiento localizado por Calentamiento localizado por descargas de energía intermitentesdescargas de energía intermitentes

Usado en aplicaciones electrónicas Usado en aplicaciones electrónicas (componentes sensibles al calor)(componentes sensibles al calor)

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Soldadura por resistencia de Soldadura por resistencia de alta frecuenciaalta frecuencia

Corriente alterna de alta frecuencia Corriente alterna de alta frecuencia (10 a 500 kHz)(10 a 500 kHz)

Electrodos en contacto con la Electrodos en contacto con la vecindad de la soldadura.vecindad de la soldadura.

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Soldadura por inducción de alta frecuencia

Corriente de calentamiento por Corriente de calentamiento por rollo de alta frecuencia.rollo de alta frecuencia.

Rollo sin contacto físicoRollo sin contacto físico Uso en conductos y tubos Uso en conductos y tubos

metálicos.metálicos.

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Ventajas generales de la soldadura por Ventajas generales de la soldadura por resistenciaresistencia

No se requiere un metal de rellenoNo se requiere un metal de relleno Son posibles altas tasas de producciónSon posibles altas tasas de producción Se presta para la mecanización y la automatizaciónSe presta para la mecanización y la automatización El nivel de habilidad del operador es menor al que se El nivel de habilidad del operador es menor al que se

requiere para la soldadura con arco eléctricorequiere para la soldadura con arco eléctrico Es fácil de repetir y es confiableEs fácil de repetir y es confiable

DesventajasDesventajas Costo inicial del equipo es alto, por lo general mucho más Costo inicial del equipo es alto, por lo general mucho más

costoso que la mayoría de las operaciones de soldaduracostoso que la mayoría de las operaciones de soldadura Los tipos de uniones que pueden soldarse están limitados Los tipos de uniones que pueden soldarse están limitados

a las uniones sobrepuestas para la mayoría de los a las uniones sobrepuestas para la mayoría de los procesos de RWprocesos de RW