1. Razones para Fabricar Elementos Simples y Luego Ensamblarlos

Fabricar geometrías simples ofrece varias ventajas:

• Menor cantidad de defectos y fallos en la pieza.
• Reducción de costes de fabricación.
• Estandarización de las piezas.
• Facilita la logística y el transporte.

2. Campos que Abarcan los Procesos de Unión

Los tres grandes campos que abarcan los procesos de unión son:

• Soldadura (Blanda, Fuerte, por Fusión y en Estado Sólido)
• Adhesión
• Sujeción Mecánica

3. Comparación entre Soldadura por Arco y Adhesión

La soldadura por arco y la adhesión comparten algunas características:

• Ambos métodos tienen el propósito de unir dos objetos de manera que queden fijados.
• La tolerancia de ambos sistemas es limitada.
• La inspección visual presenta problemas en ambos casos, aunque la inspección de la adhesión es más complicada.
• En cuanto al coste, la adhesión presenta alternativas más económicas que la soldadura por arco.
• En ambos casos, se genera una unión más o menos permanente.
• Ambas requieren mantenimiento, aunque la soldadura por arco necesita un mantenimiento menor que la adhesión.

4. Cambios Metalúrgicos en una Soldadura

Durante la soldadura, se introduce metal en estado líquido. Esto genera una zona afectada térmicamente (ZAT) con un grano más fino debido a la conductividad del calor. Además, el material de aportación genera dendritas columnares. La ZAT recristaliza.

5. Gases Combustibles en Soldadura por Fusión

Ordenados por poder calorífico:

1. Acetileno: el más usado y con mayor poder calorífico.
2. Hidrógeno: el segundo en poder calorífico.
3. Metil Acetileno.
4. Propino (CH3C2H).
5. Propadieno (C3H4).

6. Diferencia entre Llama Oxidante y Carburante

La diferencia radica en la cantidad de oxígeno en la mezcla del combustible. En la llama oxidante, hay un exceso de oxígeno, lo que afecta gravemente al acero y se utiliza principalmente para corte. La llama carburante no quema todo el acetileno, lo que implica un desperdicio de combustible.

7. Presiones de Suministro y Salida de Acetileno y Oxígeno

El acetileno se suministra a una presión de 1.80 MPa, pero la presión de salida es menor a 150 kPa. El oxígeno se trabaja a 20 MPa y se encuentra en estado líquido dentro de la botella.

8. Finalidad del Recubrimiento del Electrodo

El recubrimiento del electrodo se funde y evapora durante la soldadura, creando una atmósfera de gas protector alrededor de la soldadura. Esto evita oxidaciones y defectos.

9. Características y Aplicaciones de la Soldadura SAW

La soldadura SAW (por arco sumergido) utiliza un electrodo continuo y consumible. El fundente recubre completamente la soldadura, y una parte es recuperable. Es automatizable, pero solo es válida para soldadura horizontal. Se utiliza en:

• Mástiles de aerogeneradores.
• Vigas de perfil en largas longitudes.
• Chapas de gran longitud.

10. Protección de la Soldadura GMAW (MIG)

En la soldadura MIG, el cordón se protege mediante un suministro constante de gas inerte que sale desde la boquilla del soldador. Esto evita la formación de escoria y la oxidación.

11. Diferencia entre MIG y MAG

La diferencia radica en el gas utilizado. En MIG, se utiliza un gas inerte (Argón, CO2 u otras mezclas). En MAG, se utiliza una mezcla activa (habitualmente gas PROTAR: Argón + CO2), donde el gas se combina con el carbono del acero.

12. Ventajas de la Soldadura FCAW

Las ventajas de la soldadura FCAW incluyen:

• Mayor estabilidad del arco eléctrico.
• El hilo se puede enrollar, permitiendo transportar más material.
• No necesita protección extra con gas.
• Es económico.
• Permite solicitar mezclas de fundente específicas para aceros especiales.

13. Aplicaciones y Diferencias entre EGW y ESW

EGW y ESW se utilizan para soldar perfiles de gran espesor en posición vertical. La diferencia radica en la forma de aportar la atmósfera protectora: EGW lo hace por gas, mientras que ESW utiliza fundentes.

14. Significado de los Dígitos en la Denominación de Electrodos (UNE EN 499)

• E: Electrodo revestido.
• 46: Resistencia del metal depositado (460 MPa).
• 3: Temperatura mínima para una energía de impacto de 47J (-30°C).
• 1N: Composición química del metal depositado (%Mn = 1,15).
• B: Tipo de revestimiento (Básico).
• 5: Rendimiento del electrodo (150%).
• 4: Posiciones de soldeo (todas excepto vertical descendente).
• H5: Contenido máximo de hidrógeno difusible en el metal depositado (5ml/100g).

15. Soldadura TIG sin Material de Aportación

En la soldadura TIG, cuando la unión tiene un ajuste preciso, no es necesario material de aportación.

16. Aplicaciones y Precauciones de la Soldadura TIG

Se utiliza para soldar aluminio, titanio, magnesio y metales refractarios. Se debe evitar el contacto del electrodo con el metal fundido para prevenir la contaminación. En caso de contacto, se debe limpiar inmediatamente.

17. Característica Principal de la Soldadura por Arco de Plasma (PAW)

La principal característica de PAW es la concentración de energía, que permite realizar soldaduras más pequeñas y angostas, alcanzando hasta 28,000 ºC.

18. Proceso y Aplicaciones de la Soldadura con Termita

Se utilizan mezclas metálicas que alcanzan alrededor de 3200 ºC. Se alinean las piezas y, si es necesario, se precalientan. El hueco se rellena con cera y se forma un molde de arena o cerámico. Luego, se llena el hueco con la mezcla de metales fundida y se deja solidificar. Se utiliza para reparación y unión de grandes piezas forjadas o fundidas y para soldar perfiles estructurales gruesos.

19. Soldadura por Haz de Electrones: Aplicaciones, Ventajas e Inconvenientes

Se utiliza en sierras bimetálicas, marcapasos, prótesis y otras piezas pequeñas. Permite soldar distintos materiales, no necesita metal de aporte ni fundente o gas generalmente, y genera soldaduras de alta calidad. Sin embargo, el equipo es costoso, genera rayos X y suelda a 12 m/min.

20. Ventajas de la Soldadura por Láser frente a EBW

• No requiere vacío.
• No genera rayos X.
• Puede soldar una mayor gama de materiales.
• No hay desgaste de la herramienta al no haber contacto.

21. Aplicaciones de Corte por Láser

Se utiliza en piezas que requieren alta precisión, bajo espesor y mínima ZAT.

22. Soldadura por Contacto

La soldadura por contacto es un proceso de unión de piezas metálicas sin fusión del material. Puede darse por difusión, presión y movimientos relativos interfaciales.

23. Soldadura Ultrasónica: Ventajas, Inconvenientes y Posibilidades

Se somete a los materiales a una fuerza estática y a cortantes oscilantes. La vibración produce deformación plástica en la interfaz. Las ventajas incluyen la unión de distintos materiales, mayor resistencia que la soldadura por resistencia eléctrica, soldadura uniforme, ausencia de ZAT y desgaste de herramienta. Los inconvenientes son que solo sirve para bajos espesores, une a solape y el equipo es costoso.

24. Soldadura por Fricción: Proceso, Equipo y Capacidad

Se enfrentan dos piezas, se frotan para calentarlas y luego se presionan para unirlas. Se necesita una máquina fija que genere la fricción. Sirve para soldaduras lineales a tope y para thermal drilling.

25. Soldadura por Resistencia Eléctrica: Tipos

El calor se proporciona por la resistencia del material al paso de la corriente. Los tipos son:

• Por puntos: hace puntos únicos.
• De costura: los rodillos mueven la placa y generan una serie de puntos.
• De proyecciones: necesita un relieve donde se concentra la carga y la temperatura.

26. Interpretación del Ejercicio (Diapositiva 14)

La máquina otorga 500 J, pero solo se necesitan 230.5 J. Los 269.5 J restantes se disipan, lo que es ineficiente. Se pueden regular los parámetros de tiempo o corriente para mejorar la eficiencia.

27. Aplicaciones de la Soldadura por Puntos

Se utiliza en máquinas estáticas de punteo, pistolas de puntear y ensamblado de carrocerías. Principalmente, se usa para unir chapas.

28. Soldadura por Costura (RSEW) y por Proyecciones: Aplicaciones

La soldadura por costura (RSEW) genera una serie de puntos continuos mediante rodillos que mueven la placa. La soldadura por proyecciones se realiza por resistencia entre una pieza plana y una con protuberancias. Se utiliza para hacer mallas electrosoldadas, unir tornillos a piezas y casquillos.

29. Soldadura por Difusión

La unión se debe a la migración de átomos a través de la interfase y a la deformación plástica de las superficies al aplicar calor y presión.

30. Defectos en la Unión: Causas y Cómo Minimizar

• Porosidad: Causada por gases atrapados. Se minimiza limpiando la superficie y reduciendo la velocidad de soldadura.
• Inclusiones de escoria: Causadas por falta de limpieza o gas de protección inadecuado. Se minimiza con una mejor limpieza, uso adecuado de gas de protección y rediseño de la unión.
• Fusión y penetración incompletas: Causadas por baja temperatura o técnica incorrecta. Se minimiza aumentando la temperatura, soldando más lentamente y mejorando el diseño de la unión.
• Grietas: Causadas por gradientes de temperatura que generan tensiones. Se minimiza evitando grandes gradientes de temperatura.

31. Tipos de Grietas y sus Causas

• Grieta longitudinal: Contracción al enfriar, cargas.
• Grieta transversal: Esfuerzos, falla en la técnica de soldadura.
• Grieta bajo cordón: Fusión incompleta.
• Grieta al lado del cordón: Fusión incompleta.

32. Ensayos Destructivos y No Destructivos

Ensayos Destructivos

• Tracción: Se mide la tensión de rotura (σr) de una probeta soldada.
• Pelado: Se observa dónde rompe o se deforma un punto de soldadura entre dos planchas.
• Flexión: Se somete una probeta soldada a flexión para ver su resistencia.

Ensayos No Destructivos

• Radiografía: Se obtiene una imagen interna de la soldadura.
• Líquidos penetrantes: Se utilizan líquidos fluorescentes o no para detectar fisuras superficiales por capilaridad.
• Ultrasonidos: Se utilizan ondas de alta frecuencia para detectar discontinuidades internas.

33. Inspección por Líquidos Penetrantes

Se basa en la aplicación de un líquido que penetra por capilaridad en las discontinuidades superficiales. Las fases son:

1. Limpieza inicial.
2. Aplicación del líquido penetrante.
3. Tiempo de espera.
4. Eliminación del sobrante.
5. Aplicación del revelador.
6. Tiempo de espera.
7. Examen de la pieza.

34. Inspección por Ultrasonidos en Soldaduras

Se utiliza un palpador angular, ya que uno normal no se ajusta bien al cordón. Se barre con los palpadores, separados por P/2, para inspeccionar todo el flanco. El ángulo α es el ángulo de entrada del haz. P = e * 2 + tg(α), donde e es el espesor de la chapa.

35. Técnicas Actuales de Inspección por Ultrasonidos

Se utilizan palpadores angulares. Al rebotar en el fondo, se inspecciona el flanco. Con varios emisores y receptores, se evita desplazar el palpador. La configuración lineal usa un grupo de emisores y receptores a cada lado, analizando todo el flanco. La configuración sectorial utiliza un emisor por lado que emite en un sector angular.

36. Tabla de Metales Soldables y su Soldabilidad

• Acero al carbono: Soldabilidad excelente.
• Acero de baja aleación: Soldabilidad excelente.
• Aceros de alta aleación: Soldabilidad buena, pero necesita condiciones de control.
• Aceros inoxidables: Soldabilidad buena.
• Aleación de Aluminio: Necesita fuentes de calor intensas. No soldable con Zn o Cu.
• Aleación de Cobre: Similar al aluminio.
• Aleación de Magnesio: Soldable con protección.
• Aleación de Níquel: Similar a los inoxidables.
• Aleación de Titanio: Soldable con protección.

37. Diferencia entre Soldadura Blanda y Fuerte

La diferencia es la temperatura. La soldadura blanda utiliza material de aportación que funde por debajo de 450 ºC (ej. estaño, plomo). La soldadura fuerte utiliza material que funde por encima de 450 ºC (ej. cobre, aluminio-silicio).

38. Métodos de Calentamiento en Soldadura Fuerte y Objetivo del Fundente

Los métodos incluyen soplete, horno, inducción, resistencia e inmersión. El fundente evita la oxidación y genera una atmósfera protectora.

39. Aplicaciones de la Soldadura Fuerte

Se utiliza para unir materiales disímiles. Para una buena unión, se debe generar la mayor superficie de contacto posible.

40. Cualidades de los Adhesivos

• Pueden ser termofijos.
• Funcionan mejor a cortadura.
• Pueden generar uniones duras y frágiles o muy resistentes.
• Tienen un tiempo de curado.
• Pueden usarse como selladores.

41. Situaciones Ventajosas y No Ventajosas para Adhesivos

Ventajosas: Disminuir vibraciones en tornillos, sellar piezas de motores, unir piezas de avión. No ventajosas: Construir hornos de alta temperatura, estructuras y elementos donde no se pueda preparar la superficie.

42. Corrosión Galvánica y Cómo Minimizarla

Ocurre cuando se juntan materiales de distinto potencial galvánico, transfiriendo electrones y oxidando la estructura. Se minimiza usando materiales similares, aislantes, juntas y casquillos entre materiales distintos, o usando ánodos de sacrificio.

43. Ánodos de Sacrificio

Son piezas con potencial galvánico muy bajo (ej. magnesio, zinc) que se corroen y oxidan en lugar de la estructura. Son desechables.

44. Métodos de Unión de Termoplásticos

• Fuente externa de calor: Aire o gas, radiación infrarroja, placas calientes, láser de baja potencia.
• Fuente interna: Soldadura ultrasónica, fricción, soldadura orbital.
• Adhesivos.
• Sujeción mecánica.

45. Material de Partida para Mecanizado

Puede ser un material en bruto o una pieza preformada (moldeo, forja, etc.).

46. Movimientos Fundamentales de la Máquina de Mecanizado

Los movimientos básicos son: movimiento de corte (rápido), movimiento de avance y movimiento de penetración.

47. Clasificación de los Procesos de Mecanizado

• Corte: Taladrado, torneado, fresado, cepillado, brochado, etc.
• Abrasivos: Rectificado, esmerilado, lapeado, bruñido.
• Avanzados/No convencionales: Electroerosión, químico, electroquímico, corte por agua, por láser, ultrasonidos, haz de electrones y plasma.

48. Utilización de Procesos de Mecanizado No Convencionales

Se utilizan cuando los mecánicos no son técnica o económicamente satisfactorios, para piezas de elevada dureza, muy frágiles, de forma compleja, con acabados superficiales y tolerancias muy restrictivas, o con problemas de variación de temperatura.

49. Electroerosión

Elimina material mediante descargas eléctricas controladas (chispas). Se mecaniza una geometría en el electrodo, que se introduce en una cuba de fluido dieléctrico con la pieza. El electrodo debe ser buen conductor y mecanizable. Cada chispa retira un volumen pequeño, permitiendo su uso en piezas pequeñas. Electrodo y pieza están separados por un GAP.

50. Material No Utilizable para EDM y Razón

El vidrio no puede usarse porque no es conductor.

51. Fluido Dieléctrico para EDM

El queroseno es adecuado porque el NaCl es conductor.

52. Características de la Herramienta para EDM

La herramienta no debería tener baja conductividad térmica. Debe ser mecanizable, tener un alto punto de fusión y buena conductividad eléctrica y térmica.

53. Aplicaciones Industriales de EDM

• Matrices de forja.
• Dados de extrusión.
• Moldes de fundición a presión.
• Moldes para inyección.

54. Variables y Condiciones de WJM y AWJM

Las variables y condiciones más importantes son: presión del agua, ancho de boquilla, separación boquilla-material, velocidad de avance, capacidad de corte y compatibilidad del material con el sistema.

55. Limitaciones de AWJM

• Desgaste del tubo colector por abrasión.
• El tiempo de corte varía mucho, lo que puede elevar los costes.
• En piezas grandes, se produce falta de precisión y ahusamiento.

56. Mecanismo de Eliminación de Material en LBM

El láser funde o vaporiza el material. Se usa un flujo de gas a presión para retirar el material eliminado.

57. Limitaciones del Proceso LBM

• Coste elevado.
• No puede reproducir esquinas agudas.
• Los cortes profundos tienen paredes cónicas.
• Genera algo de ZAT.
• Es sensible a la reflectividad del material.

58. Tipos de Corte con Plasma y Ventajas del Corte por Arco Sumergido

Los tipos son: en seco, arco protegido por agua, arco sumergido y plasma de alta definición. El corte por arco sumergido reduce el humo, la radiación ultravioleta y los gases producidos.

59. Ventajas y Limitaciones de PAC

Ventajas: Buena velocidad de corte, automatizable, bajo coste y permite el corte de cualquier material conductor. Limitaciones: Genera ZAT y escoria, es ruidoso y tiene un elevado coste de consumibles.

60. Energía Encargada de la Eliminación de Material en ECM

Utiliza energía eléctrica para fundir y evaporar el material, gracias a la conductividad del material.

61. Parámetros y Condiciones para Procesos ECM

• Alta intensidad de corriente (40,000 A).
• Bajo voltaje (20 V).
• Material de la herramienta (latón, cobre, inoxidable).
• GAP entre pieza y herramienta (0.1 a 0.6 mm).

62. Aplicaciones de Interés para ECM

• Álabes de turbina.
• Matrices de extracción.
• Ruedas dentadas.
• Boquillas.
• Partes de motores de propulsión.