Defectos De Fabricacion

DEFECTOS DE FABRICACION MANUEL GODOY GILBERTO CORADO OMAR BAUTISTA JUAN LOPEZ MIGUEL CARDONA

1998-11402 2003-20906 242836712 2005-14577 2007-14337

DEFECTOS EN LA FUNDICIÓN Los defectos, que suelen aparecer con frecuencia en las piezas fundidas, tienen su origen en alguna parte que no ha sido controla del proceso. La fusión, colada y solidificación comprenden muchas operaciones complicadas, siendo un control perfecto imposible. No es sorprendente que en el proceso de fundición se encuentre una mayor cantidad de defectos, que en cualquier otro proceso de fabricación.

• 1.- A la forma; como deformaciones, aplastamientos, hundimientos, empujes, rebabas y movimientos de las cajas. • 2.- A la superficie; como aspecto basto, hinchazones, abombamientos, penetraciones, exfoliaciones, inclusiones de arena y dartas. Conformado por moldeo • 3.- Al conjunto de la pieza; como soldaduras e intermitencias, piezas no llenas y discontinuidades, arranques de partes del molde, escapes de metal, falta de metal, hendiduras, grietas y roturas.

• 1.- Soluciones internas de continuidad; como porosidades, pequeños agujeros, burbujas, sopladuras, rechupes, contracciones, meniscos, tensiones y grietas. • 2.- Composición y estructura inadecuada; como temple difuso, temple localizado, temple inverso, estructura abierta o gruesa y segregaciones de grafito.

• 3.- Inclusiones de materias heterogéneas; como gotas frías, escoria, arena y negro.

DEFECTOS POR FORJA Consiste en calentar el metal hasta una temperatura inferior a la de fusión (hasta cerca de 1000 ºC) y posteriormente golpearlo con un martillo o una prensa. A esta temperatura aumenta la plasticidad del metal por lo que se le puede dar la forma deseada sin romper o quebrar el material. Antiguamente se deformaban las barras calentándolas en una fragua de carbón, el herrero sacaba las piezas ayudándose de tenazas, la colocaba sobre el yunque y, con el martillo, la golpeaba dándole la forma deseada. Esto es la forja a mano. Este método es limitado. Actualmente se emplean prensas , accionadas mecánicas o hidráulicas, que comprimen el material hasta darla la forma deseada. También se emplean martillos mecánicos que golpean el material sucesivamente.

• Estirado: Alargamiento de la pieza con reducción de su sección. • Degüello: Disminuir la sección de la pieza en una zona determinada. • Recalcado: Aumentar la sección disminuyendo la longitud. • Punzonado: Practicar agujeros en la pieza. • Corte: Dividir la pieza en trozos de tamaño prefijado

DEFECTOS • • • • •

En la forja se pueden producir tres clases de defectos: En el momento de la forja aparecen inclusiones de cuerpos extraños. Ausencia de material en zonas de la pieza. Aparición de pliegues. Presencia de grietas producidas por un aumento exagerado de la temperatura, por un sobre esfuerzo local o por un inadecuado forjado.

Los Mas importantes: • Grietas y plegado: Se da en piezas excesivamente trabajadas, materiales frágiles en caliente, en situaciones con temperatura demasiado baja o en zonas de difícil llenado.

• Exceso de tensiones residuales: Se eliminan con tratamientos térmicos. • Falta de Penetración. • Pandeo: no se debe superar una relación de diámetro/longitud>3. • Abarrillamiento: Se produce por rozamiento entre la pieza y la matriz o maza, puede dar lugar a grietas internas. • Estructura de Fibra: Cuando se deforma mas una dirección que otra (similar a lo que ocurre con la laminación). A veces interesa y otras no, depende de la finalidad de la pieza.

DEFECTOS EN LA SOLDADURA Los orígenes de estos defectos pueden deberse a múltiples causas y varias de estas causas manifestarse en forma conjunta. Las causas más comunes son: • La velocidad de avance al efectuar el cordón. • Mal empleo de la técnica de soldadura (Habilidad del soldador si es técnica manual).

• Mala soldabilidad de los materiales a unir. • Incorrecta elección del gas de protección. • Aparición de elevados gradientes térmicos en la zona soldada. • Mala preparación de la superficie que contendrá el cordón, etc.

Entre los defectos más comúnmente encontrados en los cordones de soldadura

tenemos: • POROSIDAD: Se usa para describir los huecos globulares, libre de todo material sólido, que se encuentran con frecuencia en los cordones de soldadura. En realidad, los huecos son una forma de inclusión que resulta de las reacciones químicas que tienen lugar durante la aplicación de la soldadura. Difieren de las inclusiones de escoria en que contienen gases y no materia sólida. Los gases que forman los huecos se derivan de los gases liberados por el enfriamiento del metal de la soldadura, como consecuencia de la reducción de solubilidad al descender la temperatura y de las reacciones químicas que tienen lugar dentro de la propia soldadura.

• INCLUSIONES DE ESCORIA:

Son los óxidos no metálicos que se encuentran a veces en forma de inclusiones alargadas y globulares en los cordones de soldadura. Durante la formación del cordón y la subsiguiente solidificación del metal de la soldadura, tienen lugar varias reacciones químicas entre los materiales (fundente), o con la escoria producida. Algunos de los productos de dichas reacciones son compuestos no metálicos, solubles solo en cierto grado en el metal fundido. Debido a su menor densidad, tienden a buscar la superficie exterior del metal fundido, salvo que encuentren restricciones para ello.

• Falta de fusión: Es el agrietamiento del metal de la soldadura. Tiene más probabilidades de ocurrir en la primera capa de soldadura que en cualquier otra parte, y de no repararse continuará pasando a las demás capas al ir siendo depositadas. Esta tendencia de continuar hacia las demás capas sucesivas se reduce considerablemente, o se elimina, con metal de soldadura austenítico. Cuando se encuentra el problema de agrietamiento de la primera capa de metal de la soldadura, pueden lograrse mejoras aplicando uno o más de las siguientes modificaciones: Modificar la manipulación del electrodo o las condiciones eléctricas, lo que cambiará el contorno o la composición del cordón.

Disminuir la rapidez de avance, para aumentar el espesor del cordón, aportando con ello más metal de soldadura para resistir los esfuerzos que se están generando. Auxiliarse con precalentamiento, para modificar la intensidad del sistema de esfuerzos que está imponiendo.

Fisuras:

El agrietamiento de las juntas soldadas. Ocurre por la presencia de esfuerzos en varias direcciones, localizados, que en algún punto rebasan la resistencia máxima del metal. Cuando se abren grietas durante la soldadura o como resultado de ésta, generalmente solo es aparente una ligera deformación de la pieza de trabajo. Después que se ha enfriado una junta soldada, hay más probabilidades de que ocurra agrietamiento cuando el material es duro o frágil. Un material dúctil soporta concentraciones de esfuerzo que pudieran ocasionar falla en un material duro o frágil.

• Penetración incompleta: Esta expresión se usa para describir la situación en que el metal depositado y el metal base no se funden en forma integral en la raíz de la soldadura. Puede ser ocasionada porque la cara de la raíz de la soldadura de ranura no alcance la temperatura de fusión a toda su altura, o porque el metal de la soldadura no llegue a la raíz de una soldadura de filete, y deje el hueco ocasionado por el puenteo del metal de la soldadura desde un miembro al otro.

• Aunque la penetración incompleta puede deberse en unos cuantos casos a la falta de disolución de los óxidos e impurezas de la superficie, las condiciones de transmisión de calor que existen en la junta son una fuente más frecuente de este defecto. • La penetración incompleta es indeseable, particularmente si la raíz de la soldadura está sujeta ya sea a tensión directa o a esfuerzos flexionantes. El área que no se funde permite concentraciones de esfuerzos que pueden resultar en fallas sin deformación apreciable.

• Socavamiento o mordedura:

Se emplea este término para describir: • La eliminación por fusión de la pared de una ranura de soldadura en el borde de una capa o cordón, con la formación de una depresión marcada en la pared lateral en la zona a la que debe unirse por fusión la siguiente capa o cordón. • La reducción de espesor en el metal base, en la línea en la que se unió por fusión el último cordón de la superficie. • El socavamiento en ambos casos se debe a la técnica empleada por el operador. Ciertos electrodos, una corriente demasiado alta, o un arco demasiado largo, pueden aumentar la tendencia al socavamiento.

• Proyecciones: Son gotas de metal fundido propias del proceso, que no representan riesgo mecánico para el cordón a menos que sea excesiva su cantidad. Se deben principalmente a elevadas intensidades de trabajo y a una gran distancia del electrodo y la pieza.

Defectos en Chapa • Durante el proceso de fabricación de chapa, ésta se ve sometida a laminación en frío y en caliente, lo que aporta unas propiedades mecánicas al material. Sin embargo, durante este proceso, la chapa adopta defectos de forma y en su interior se generan elevados niveles de tensiones residuales que hacen que la calidad de la chapa no sea la adecuada.

• Los defectos de chapa ocurren debido a diferencias tensionales en las fibras longitudinales y transversales de la chapa. Estas tensiones aparecen por diferentes motivos: • enfriamiento no homogéneo en el proceso de laminado. • presión no uniforme en los rodillos del laminado. • proceso de bobinado. • impurezas en el material.

• Una corrección de estos defectos de chapa y la liberación de tensiones residuales en el interior del material es necesaria. Existen distintas tecnologías de aplanado para eliminar los defectos de chapa y reducir tensiones residuales, como el simple enderezado, aplanado por estirado, aplanado bajo tensión o el aplanado por rodillos. Sin embargo el aplanado por rodillos ofrece algunas ventajas que lo convierten en una de las opciones más atractivas. Se trata de la opción más económica, es un proceso rápido y continuo, y permite procesar chapas de un amplio rango de espesores y anchos de banda.

• Principales defectos en laminados: