Modulo Maquinas Y Herramientas 2016

IDENTIFICACION: INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO AREA:

TECNOLOGÍA EN PRODUCCION

CURSO:

MAQUINAS Y HERRAMIENTAS

FACILITADOR:

JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTIÓN ENERGÉTICA INDUSTRIAL INGENIERO ELECTROMECANICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA

PROBLEMA: El Ingeniero en producción del ITM es un profesional integral que interviene los sistemas de producción y sus procesos, en las organizaciones productoras de bienes y servicios, desde la perspectiva de la incorporación de nuevos métodos de trabajo, la optimización de la gestión de la producción, la gerencia de las operaciones y la integración de la cadena de abastecimiento, adaptándose a los procesos de globalización y a las exigencias en las áreas de producción, con responsabilidad social y criterios de calidad

OBJETO: el objeto de formación del tecnólogo y del ingeniero en producción son los sistemas de producción y sus procesos y está formado para establecer y aplicar nuevas metodologías y herramientas de análisis gerenciales de administración y económico – financieras para la toma de decisiones que permitan optimizar la administración de los sistemas de producción; además para establecer y aplicar las técnicas operacionales de la logística en las variables compras, almacenamiento, distribución e integración de procesos logísticos, más adecuadas a la organización, considerando la tecnología más reciente en las operaciones empresariales tales como indicadores de gestión, sistematización de procesos administrativos, productivos y de control tanto interno como externo para el aumento de la competitividad empresarial

OBJETIVO GENERAL  Analizar, Diseñar y realizar procesos de transformación de la Materia Prima, el diseño y construcción de un producto con el uso de las maquinas herramienta, la metrología, el dibujo y la soldadura eléctrica, Aplicando Las Exigencias De Calidad.

OBJETIVOS ESPECIFICOS  Analizar el entorno, las prácticas de trabajo y el uso de los elementos de protección personal se mantienen conforme a las especificaciones y las normas de seguridad higiene y ambiente establecidos.  Realizar La operación de las maquinas herramientas se realiza según los procedimientos especificados y manuales técnicos además los productos mecanizados cumplen con las especificaciones requeridas. Los parámetros de mecanizado se programan según lo especificado en procedimientos e instructivos de trabajo.  La operación de las maquinas de soldadura eléctrica por electrodo revestido que se realizan según los procedimientos especificados y manuales técnicos además los productos cumplen con las especificaciones requeridas.

ESTRATEGIAS El curso estará centrado en las habilidades de pensamiento enfocado desde el Modelo Didáctico Operativo. Esto permitirá la construcción de conocimiento a través de la práctica la investigación y el trabajo en equipo partiendo de la experimentación.

MEDIOS: Se usaran diversos medios para fortalecer el proceso se usaran videos se harán visitas y prácticas de laboratorio enfocadas a reforzar los elementos importantes de nuestro objeto formativo.

MICRODISEÑO CURRICULAR Ingeniería en Producción

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1. IDENTIFICACIÓN Asignatura Área Código Correquisito(s) Créditos 2

Maquinas y herramientas Ingeniería Aplicada Nivel MHM72 Pensum Prerrequisito(s) TPS 2 TIS 4 TPT 32

VII 10 TIT

64

2. JUSTIFICACIÓN. Maquinas y herramientas es una asignatura de gran importancia en el plan de formación de un ingeniero de producción ya que le permite entrenarse en las competencias básicas de los procesos de transformación de una materia prima con el uso de maquinas y herramientas. En esta asignatura el estudiante diseñara y construirá productos metalmecánicos que cumplen con las especificaciones requeridas y los estándares de producción establecidos por la empresa siguiendo procedimientos documentados para minimizar las no conformidades en el proceso de mecanizado y los procesos de soldadura eléctrica por electrodos revestidos. Esta asignatura contemplara los proceso de diseño, medición, trazado y desarrollo de un producto desde la operación de las maquinas herramientas y equipos de soldadura por arco eléctrico que se realizan según los procedimientos especificados y manuales técnicos conforme a las especificaciones y las normas de seguridad higiene y ambiente establecidas. Los parámetros de mecanizado y soldadura se programan según lo especificado en procedimientos e instructivos de trabajo, conforme al plan de calidad de la empresa, y siguiendo formatos de planos técnicos. 3. OBJETIVO GENERAL  Analizar, Diseñar y realizar procesos de transformación de la Materia Prima, el diseño y construcción de un producto con el uso de las maquinas herramienta, la metrología el dibujo y la soldadura eléctrica, Aplicando Las Exigencias De Calidad. 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  



Analizar el entorno, las prácticas de trabajo y el uso de los elementos de protección personal se mantienen conforme a las especificaciones y las normas de seguridad higiene y ambiente establecidos. Realizar La operación de las maquinas herramientas se realiza según los procedimientos especificados y manuales técnicos además los productos mecanizados cumplen con las especificaciones requeridas. Los parámetros de mecanizado se programan según lo especificado en procedimientos e instructivos de trabajo. La operación de las maquinas de soldadura eléctrica por electrodo revestido que se realizan según los procedimientos especificados y manuales técnicos además los productos cumplen con las especificaciones requeridas.

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5. COMPETENCIAS Y CONTENIDOS TEMÁTICOS DEL CURSO COMPETENCIAS

CONTENIDO TEMÁTICO

Operar adecuadamente los dispositivos de medición de las variables de: longitudes, que intervienen en los diferentes procesos de producción.

Medición de piezas mecánicas: • Instrumentos de medida: Calibrador Pie de Rey, Micrómetros, Reconocimiento de partes. • Recomendaciones para el manejo Reconocimiento de escalas. • Método para determinar la

Utilizar herramientas de corte, para realizar el mecanizado del diseño de piezas mecánicas requeridas como productos o partes de un producto diseñadas desde la necesidad del cliente.

Elaboración de planos mecánicos • Simbología de piezas • Calibres de líneas para elaborar dibujos • Interpretación de vistas y manejo de formato • Formas de acotación • Relación de dibujo con el diseño mecánico • Interpretación de planos mecánicos • Criterios geométricos y de dibujo técnico para el mecanizado. Materiales: • Historia y clasificación • Relación de materiales y el diseño básico mecánico • Aceros • Importancia • Diagrama de Fe-C y de TTT • Propiedades mecánicas • Clasificación • Selección y aplicación Máquinas-herramientas: Relación e importancia de las máquinasherramientas y el diseño básico mecánico Tipos de maquinas-herramienta. Trabajo con láminas metálicas:  Corte  Doblado  Embutido  Equipos y troqueles de corte  Doblado de tubería  Consideraciones para el diseño de productos.

INDICADOR DE LOGRO Selecciona, opera y controla adecuadamente los dispositivos de medición relacionados con la variable de longitud, en el proceso productivo de una organización. 

Elabora un plano a mano alzada del diseño de una pieza mecánica específica de un SEM’s, indicando detalles de acotación adecuados, realizando la medición de la pieza, seleccionando los instrumentos adecuados y aplicando las normas de medición y seguridad industrial

Elabora una pieza mecánica específica, requerida en el montaje, mantenimiento y/o reparación de SEM’s, con el siguiente procedimiento: • Interpreta el plano del diseño de la pieza, identificando el material requerido para el maquinado y recomienda otro material según las propiedades mecánicas, si es necesario Selecciona la herramienta de corte apropiada para el maquinado y el material adecuado para su construcción: • Aplica las normas de seguridad industrial • Acondiciona la herramienta de corte • Determina los datos de corte para el desbaste y acabado de la pieza • Realiza maquinado y su control dimensional y verifica el maquinado final (secciones escalonadas, empalmes, gargantas, roscas y tronzados) • Elabora el informe técnico, explicando gamas de maquinado, datos de corte y funcionalidad y cadena cinemática de la pieza

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Operaciones de maquinado y máquinas y herramientas con remoción de material.  Torneado  Taladrado  Fresado  Otras operaciones de maquinado  Forma, tolerancia y acabado superficial  Consideraciones para el diseño de producto.  Tecnología de las herramientas de corte.

Diseñar los procesos de soldadura convencional, para elaborar piezas mecánicas, requeridas en el montaje, mantenimiento y reparación de SEM’s.

Procedimientos prácticos: Generalidades de tornos paralelos (o convencionales). • El manejo de accesorios de tornos paralelos (o convencionales). • Clases de buriles, formas de elaborarlos y selección de piedras o muelas Abrasivas. • Procesos de torneado convencional básicos (piezas torneadas con cilindrados, Conos, gargantas, roscas y moleteado). Soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido: • Manejo de equipos de soldadura convencional • Variables y características básicas para elaborar cordones. • La selección y manejo de materiales (aceros al carbón y aceros especiales)para elaborar juntas soldadas (material aporte y base) • Los métodos para elaborar uniones por medio del proceso de arco eléctrico electrodo revestido. • Defectos en cordones elaborados por arco eléctrico con electrodo revestido. • Normas ASTM y AWS y formas de acotación de juntas soldadas.

montaje, mantenimiento y/o reparación de SEM’s, con el siguiente procedimiento: • Interpreta el plano del diseño de la pieza, identificando el material base para elaborar la junta a soldar • Selecciona el material aporte apropiado, realizando los cálculos apropiados para el proceso de soldadura • Aplica las normas de seguridad industrial • Elabora cupones con el respectivo control dimensional en el material seleccionado • Ejecuta el proceso de soldadura, para uniones a tope, en ángulo y en te • Inspecciona los cordones elaborados • Elabora el informe técnico, explicando el proceso realizado según la AWS

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6. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS / METODOLÓGICAS SESION COMPETENCIA TEMA Y OBSERVACIONES N° 1  Conducta de entrada Fundamentación  Diagnostico inicial 2  Conversatorio diagnostico inicial  

Fundamentación 3

Competencia metrología 4

Competencia dibujo 5

Competencia dibujo 6 Competencia materiales para procesos de mecanizad

      

Diseño de productos del boceto al mecanizado. Análisis de los procesos de producción a través de las maquinas herramienta.

Historia de los procedimientos de transformación de la materia prima. Taller practico de conversión de unidades Calibrador pie de rey(laboratorio metrología g 303) Laboratorio de medición de piezas en milímetros Laboratorio calculo de masas solución de dudas y aclaraciones. Calibrador pie de rey en pulgadas



Laboratorio de medición de piezas en mm y en pulgadas

Elaboración de planos mecánicos  Criterios geométricos y de dibujo técnico.  Manejo de instrumentos, formatos y líneas para elaborar dibujos  Dibujo geométrico. Elaboración de planos mecánicos  Interpretación de vistas.  Formas de acotado y manejo de formatos.  Relación del dibujo y el diseño mecánico.  Interpretación de planos técnicos.  fundamentos de materiales  ver video metales pesados  conversatorio sobre materiales  taller selección de materiales y herramientas según su dureza y características mecánicas 7 de 202

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    

Taller normas de seguridad. Torno básico (afilado de buriles) Torno básico (procedimientos básicos) Practica de torno (mecanizado básico) (lab g101) Torno básico (mecanizado piezas del proyecto)(lab g101)



Torno básico (mecanizado piezas del proyecto) (lab g101)



Torno básico (mecanizado piezas del proyecto) (lab g101)

 

Taller normas de seguridad Soldadura(inicio del arco) (lab soldadura)



Soldadura(unión de platinas en posición plana) (lab soldadura)



Soldadura(unión de platinas en posición plana) (lab soldadura)



Soldadura(unión de platinas en posición plana) (lab soldadura)

proyectos

   

Taller normas de seguridad. Torno básico (afilado de buriles) Torno básico (procedimientos básicos) Practica de torno (mecanizado básico) (lab g101)

proyectos

 

Entrega de proyectos Cierre de curso

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Competencia maquinas y herramientas Competencia maquinas y herramientas Competencia maquinas y herramientas Competencia maquinas y herramientas Competencia soldadura SMAW Competencia soldadura SMAW Competencia soldadura SMAW Competencia soldadura SMAW

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7. ESTRATEGIAS DE SEGUIMIENTO Y EVALUACIÓN Eventos evaluativos Competencia metrología Diagnostico inicial Taller conceptos básicos

Ponderación (%)

Fecha

20%

Ver cronograma anexo

pie de rey en mm pie de rey en pulgadas micrómetro dibujo técnico Evaluación conceptos

Ver cronograma anexo

básicos Torno y materiales

15%

Ver cronograma anexo

15%

Ver cronograma anexo

Talleres reconocimiento del equipo y segur. Indust. Practica afilado Taller herramientas de corte y aceros Practica torno básico Practica torno avanzada con medidas y cálculos. Soldadura y materiales Talleres seguridad industrial Talleres reconocimiento del equipo y electrodos.

Ver cronograma anexo

Soldadura en posición plana

Ver cronograma anexo Ver cronograma anexo Ver cronograma anexo Ver cronograma anexo Ver cronograma anexo Ver cronograma anexo Ver cronograma anexo Ver cronograma anexo

Proyecto final

20% Diseño en plano técnico y plan de construcción. Listado de procesos y distribución de tareas Empaques y brochure

Proyecto final

20% Construcción piezas proyecto Soldadura

soldadura de estructuras Acabado de soldaduras de

Ver cronograma anexo

estructuras. Acabados Empaques y brochure Competencia desarrollo actividades de proyecto final asistencia Cumplimiento

10%

total

100%

5% 5% Ver cronograma anexo

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8. BIBLIOGRAFÍA Materiales • ASKELAND, Donald R. Ciencia e ingeniería de los materiales, 3a ed. México: Tomson Editores, 2000. • AVNER, Sydney et al. Introducción a la Metalurgia Física. México: Mc Graw Hill, 1988. • SMITH, William. Fundamentos de la ciencia e ingeniería de materiales. 3ª ed. España: Mc Graw - Hill, Interamericana de España, 1998. 707 p. Mecanizado • BOLTON. Trabajo de Ajuste y Montaje. México: Bruguer, Biblioteca Práctica de Mecánica. • CASILLAS, A. L. Cálculos de Taller. 1a ed, 640 pp. • GERLING, Heinrich. Alrededor de las Máquinas - Herramientas, 3a ed, Barcelona: Reverté, 1992. 226 p.  Norma de competencia laboral 290201019 Controlar La Materia Prima, El Producto Y El Proceso De Mecanizado Por Arranque De Viruta, Aplicando Las Exigencias De Calidad  Norma de competencia laboral 290201021 Mecanizar Partes Y Elementos Metalmecánicos Con Procesos Por Arranque De Viruta.  [Altan Taylan, Oh Soo-Ik y Gegel Harold L. "Metal Forming. Fundamentals and Applications" Edit. ASM (American Society for Metals), 1983.  American Machinist Magazine "Máquinas y Herramientas para la industria metalmecánica" Edit. Mc Graw-Hill, 1982.  Armarego, E.J.A. y Brown R.H. "The Machining of Metals" Edit. Prentice Hall, Inc. 1969.  Amrine, H.T.;Ritchey, J.A.; Moodie, C.L.;Kmec, J.F. “Manufacturing Organization and Management”, Edit. Prentice Hall, 1987.  Degarmo, E.P.;Black, J,T.; Kohser, R.A. “Materiales y Procesos de Fabricación” Edit. Reverté, 1994.  Lange Kurt "Handbook of Metal Forming" McGraw-Hill, 1972-1975.  Micheletti, G.F. "Mecanizado por arranque de viruta" Edit. Blume, 1980.  Nefiódov N. y Osipov H. "Problemas y ejemplos de corte de metales y herramientas cortantes" Edit. Mir, 1980.  Ostwald Phillip; Muñoz Jairo, “Manufacturing Processes and Systems”, Edit. John Wiley and Sons, 1997.  Rossi Mario "Máquinas-Herramienta modernas" (vol. I y II) Edit. Dossat, 1981

Elaborado por: Versión: Fecha: Aprobado por:

Javier Ernesto Castrillon Versión nº1 11/08/2009 Claudia Gómez

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INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO INGENIERÍA EN PRODUCCION MAQUINAS Y HERRAMIENTAS GUÍA DE APRENDIZAJE TEMA: INTRODUCCIÓN AL CURSO FACILITADOR: JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTION ENERGETICA INGENIERO ELECTROMECÁNICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL

TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA INTRODUCCIÓN El tecnólogo de Producción del ITM es un profesional integral formado para intervenir, con las destrezas propias de su área del saber, los procesos de producción, desde la recepción de la materia prima hasta la entrega del producto final; con capacidad para tomar decisiones con criterios técnicos y económicos, mediante la racionalización en el uso de los recursos humanos, tecnológicos, financieros y logísticos, adaptándose a los procesos de globalización y exigencias en las áreas de producción, calidad, mantenimiento y gestión de operaciones de plantas sometidas a mejoramiento continuo. Instrumentación es un módulo básico en el proceso profesional que permite relaciones directas con objetos, acontecimientos, conceptos, principios, sistemas, teorías y concepciones filosóficas. Igualmente la introducción nos permitirá un conocimiento personal, grupal, exposición de expectativas, exploración de experiencias previas, formulación de preconceptos, e ideas previas que nos permiten fortalecer el proceso de aprendizaje.

OBJETIVO 

Establecer un ambiente de aprendizaje para un buen proceso de formación en el que se integren el facilitador y los participantes entre sí, de tal manera que se garanticen un ambiente de cordialidad y comprensión para el desarrollo de todas las actividades en el módulo de Instrumentación industrial.

ACTIVIDADES  

   



Vivenciar dinámica de presentación personal y compartir resultados. Responda individualmente el siguiente cuestionario:  Cuál es su formación académica.  Porque escogió estudiar ingeniería en producción.  Que expectativas tiene frente a este modulo. Puesta en común grupal sobre la actividad anterior. Lectura de la guía nº 2 y conversatorio grupal sobre la guía nº 2. Carrera de observación para el conocimiento de la institución. Puesta en común Evaluación de la sesión.

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TEMA: FACILITADOR:

INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO INGENIERÍA EN PRODUCCION MAQUINAS Y HERRAMIENTAS GUÍA DE APRENDIZAJE PRESENTACIÓN DEL CURSO JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTION ENERGETICA INGENIERO ELECTROMECÁNICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA INTRODUCCIÓN

Maquinas y herramientas es una asignatura de gran importancia en el plan de formación de un ingeniero de producción ya que le permite entrenarse en las competencias básicas de los procesos de transformación de una materia prima con el uso de maquinas y herramientas. En esta asignatura el estudiante diseñara y construirá productos metalmecánicos que cumplen con las especificaciones requeridas y los estándares de producción establecidos por la empresa siguiendo procedimientos documentados para minimizar las no conformidades en el proceso de mecanizado y los procesos de soldadura eléctrica por electrodos revestidos. Esta asignatura contempla los procesos de diseño, medición, trazado y desarrollo de un producto desde la operación de las maquinas herramientas y equipos de soldadura por arco eléctrico que se realizan según los procedimientos especificados y manuales técnicos conforme a las especificaciones y las normas de seguridad higiene y ambiente establecidas. Los parámetros de mecanizado y soldadura se programan según lo especificado en procedimientos e instructivos de trabajo, conforme al plan de calidad de la empresa, y siguiendo formatos de planos técnicos.

OBJETIVO   

Familiarizarse con el lenguaje común en el área de la Instrumentación industrial. Identificar procesos necesarios e importantes de aplicación en la Instrumentación industrial. Reconocer términos, conceptos y principios usados durante el proceso de formación.

    

Conceptos generales referentes a la medición Conceptos de dibujo técnico Manejo de maquinas y herramientas(esmeril/torno/taladro) Conceptos de soldadura eléctrica(SMAW) Desarrollo de diseños y prototipos fabricados con maquinas y herramientas

CONTENIDOS

ESTRATEGIAS El curso estará centrado en las habilidades de pensamiento enfocado desde el Modelo Didáctico Operativo.

ACTIVIDADES   

Talleres vivenciales Charlas magistrales. Estudio de casos.

EVALUACIÓN 

Cualitativa y cuantitativa con diagnóstico, proceso y sumatoria final desde la auto evaluación, coevaluación heteroevaluación.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO INGENIERÍA EN PRODUCCION MAQUINAS Y HERRAMIENTAS GUÍA DE APRENDIZAJE TEMA: FACILITADOR:

FUNDAMENTOS DE LA MEDICION JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTION ENERGETICA INGENIERO ELECTROMECÁNICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA INTRODUCCION

Cuando necesitamos medir algo que puede variar, es decir que puede tomar valores numéricos diferentes nos valemos de las unidades de medida. También en los procesos de aseguramiento de la Calidad hay medidas que varían y que deben ser conocidas y manejadas por los tecnólogos en Calidad para tomar decisiones sobre los elementos a usar en sistemas industriales. Conocer sobre el tema nos permite manejar la terminología aplicada para denominar los múltiplos y submúltiplos de las unidades de medida resolver problemas de conversión de unidades de longitud, peso, área, temperatura, tamaño entre otros.  

LOGROS Conceptualizar sobre la relación entre las unidades de medición y el concepto de error absoluto y error relativo. Identificar unidades de medida ACTIVIDADES

        

Lectura del documento conceptos básicos sobre la medición. Puesta en común sobre el documento Por parejas identificar el nivel de conocimiento sobre conversión de unidades respondiendo cuestionario. Puesta en común. Analizar unidades para medir la longitud, peso, volumen. Observar y analizar información sobre las unidades de medida. Ejercicios con unidades de medición. Socialización de los ejercicios. Evaluación sobre medidas de longitud, peso, volumen. EVALUACION



Resolver ejercicios sobre las unidades medición de la longitud, peso, volumen.

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DIAGNOSTICO INICIAL MAQUINAS Y HERRAMIENTAS Nombres: __________________________________________________________ __________________________________________________________ 1.

2.

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CALCULO DE AREAS Y VOLUMENES Para el siguiente |ejercicio necesitaras las siguientes formulas: A = A*B A=A*B 2

s

d

a

a

A= S2

s

A = *r2

b

b

Resuelva: calcular el área para los primeros 4 ejercicios y el volumen para los 4 siguientes

a

 h

h

v = A*B*h

h

b A = (A+B)*h 2

B

A

v = *r2*h 20

40 30

20

20

10

10

40

10 10 40

10

20

20

40 20

20 10

20 10

20 15 60

20

60 80

20 10

10

10 10 10

10

10

40

10 20

20

40

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Extraiga las vistas de los siguientes sólidos: 1.

2.

.

3

4.

5.

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De las vistas entregadas diseñe el sólido isométrico correspondiente: 1.

2.

3.

4.

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CUESTIONARIO DE CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LA MEDICIÓN. 1. ¿Qué es : comparar, clasificar, ordenar, objeto, magnitud, unidad?.

2.

¿Qué es medir?.

3.

Mencione los cuatro factores relacionados con la medición

4.

¿Qué es metrología?.

5.

¿Cuáles son los cuatro factores causantes de los errores en la medición?.

6.

¿Cuál es el error experimental?.

7.

¿Cuál es el error de apreciación del instrumento?

8.

¿Cuál es el error de apreciación del observador?.

9.

Defina error sistemático y error aleatorio.

10.

¿Cuál es el uso del histograma y el promedio?.

11.

Defina error absoluto y error relativo

12.

Enuncie los 9 factores que determinan una buena medida

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SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES El Sistema Internacional de Unidades, abreviado SI, también denominado sistema internacional de medidas, es el sistema de unidades más extensamente usado. Junto con el antiguo sistema métrico decimal, que es su antecesor y que se ha mejorado, el SI también es conocido como sistema métrico, especialmente en las naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesas y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas o fundamentales. En 1971, fue añadida la séptima unidad básica, el mol. Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del SI, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicos fundamentales. La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está definida como “la masa del prototipo internacional del kilogramo” o aquel cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que están referidas a través de una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Esto permite alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar, sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas, el cumplimiento de las características de los objetos que circulan en el comercio internacional y su intercambiabilidad. UNIDADES BÁSICAS DEL SI El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas, también denominadas unidades fundamentales. Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como fundamentales, a partir de las cuales se definen las demás:

Magnitud física fundamental

Unidad básica o fundamental

Símbolo

Observaciones

Longitud

metro

m

Se define en función de la velocidad de la luz

Tiempo

segundo

s

Se define en función del tiempo atómico

Masa

kilogramo

kg

No se define como 1000 gramos

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Intensidad de corriente eléctrica

amperio o ampere

A

Se define a partir del campo eléctrico

Temperatura

kelvin

K

Se define a partir de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

Cantidad de sustancia

mol

mol

Véase también Número de Avogadro

Intensidad luminosa

candela

cd

Véase también conceptos relacionados: Lumen, Lux y Iluminación física

Tabla de múltiplos y submúltiplos Factor 1024 1021 1018 1015 1012 109 106 103 102 101

Prefijo yotta zetta exa peta tera giga mega kilo hecto deca

Símbolo Y Z E P T G M k h da

Factor 10-24 10-21 10-18 10-15 10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 10-1

Prefijo yocto zepto atto femto pico nano micro mili centi deci

Símbolo y z a f p n µ m c d

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Instrumentos de Medición El pie de rey El pie de rey o calibrador es el instrumento de medida lineal más popular que podemos encontrar en cualquier taller mecánico. Permite obtener de forma sencilla, mediante un sistema de regleta móvil, medidas interiores, exteriores y de profundidad. La invención de la escala móvil (o nonio) opuesta a una escala fija, permitiendo aumentar la medida en un orden de magnitud, se debe al portugués Pedro Nunes, en latín Petrus Nonius, (1492-1577), que había diseñado un sistema para medir fracciones de grado en dos instrumentos náuticos de altura, el astrolabio y el cuadrante. Basándose en ese sistema, el matemático francés Pierre Vernier (15801637) inventó el actual pie de rey, un ingenioso dispositivo que consiste en una escala pequeña, con diez divisiones, que puede desplazarse a lo largo de una escala fija, graduada con nueve divisiones equivalentes. En honor a sus creadores este mecanismo suele ser denominado también indistintamente Nonius o Vernier El primer pie de rey fue diseñado en el siglo XVII por el francés Pierre Vernier aplicando el sistema de doble escala inventado por el portugués Nonius un siglo antes

El calibrador está compuesto de regletas y escalas. Este es un instrumento muy apropiado para medir longitudes, espesores, diámetros interiores, diámetros exteriores y profundidades. El calibrador estándar es ampliamente usado.

El calibrador tiene generalmente tres secciones de medición.

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Elementos de medición de los calibradores. A = para medir dimensiones exteriores. B = para medir dimensiones interiores. C = para medir profundidad. La regleta (o escala principal) está graduada en milímetros ó 0.5 milímetros si es bajo el sistema métrico o en dieciseisavos o cuarentavos de una pulgada si es bajo el sistema inglés. El Vernier (nonio o escala) en el cursor, permite lecturas abajo de los siguientes decimales. Sistema métrico 1/20 mm ó 1/50 mm Sistema inglés 1/128 pulg. ó 1/1000 pulg. Las siguientes longitudes de calibradores se usan ampliamente: Sistema métrico 150 mm, 200 mm, 300 mm Sistema inglés 6 pulg., 8 pulg., 12 pulg.

Este calibrador está equipado con un Botón en lugar del tradicional tornillo de freno. Si el botón se oprime, el cursor puede deslizarse a lo largo de la regleta, cuando el botón se suelta, el cursor se detiene automáticamente.

Este tipo está equipado con un tornillo de ajuste el cual se utiliza para mover el cursor lentamente cuando se usa como un calibrador fijo, este tipo permite el ajuste fácil del cursor.

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Este tipo llamado calibrador de carátula está equipado con un indicador de carátula en lugar de un nonio para permitir la lectura fácil de la escala. Existe también un calibrador digital donde la medida es en extremo más precisa debido a que el resultado es expresado en cifras exactas. Precauciones al medir. Punto 1: Verifique que el calibrador no esté dañado. Si el calibrador es manejado frecuentemente con rudeza, se inutilizará antes de completar su vida normal de servicio, para mantenerlo siempre útil no deje de tomar las precauciones siguientes: 1) Antes de efectuar las mediciones, limpie de polvo y suciedad las superficies de medición, cursor y regleta, particularmente remueva el polvo de las superficies deslizantes; ya que el polvo puede obstruir a menudo el deslizamiento del cursor. 2) Cerciórese que las superficies de medición de las quijadas y los picos estén libres de dobleces o despostilladuras. 3) Verifique que las superficies deslizantes de la regleta estén libres de daño. Para obtener mediciones correctas, verifique la herramienta acomodándola como sigue: 1) Esté seguro de que cuando el cursor está completamente cerrado, el cero de la escala de la regleta y del nonio estén alineados uno con otro, también verifique las superficies de medición de las quijadas y los picos como sigue: - Cuando no pasa luz entre las superficies de contacto de las quijadas, el contacto es correcto. - El contacto de los picos es mejor cuando una banda uniforme de luz pasa a través de las superficies de medición.

2) Coloque el calibrador hacia arriba sobre una superficie plana, con el medidor de profundidad hacia abajo, empuje el medidor de profundidad, si las graduaciones cero en la regleta y la escala del nonio están desalineados, el medidor de profundidad está anormal.

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3) Verifique que el cursor se mueva suavemente pero no holgadamente a lo largo de la regleta. Punto 2: Ajuste el calibrador correctamente sobre el objeto que está midiendo Coloque el objeto sobre el banco y mídalo, sostenga el calibrador en ambas manos, ponga el dedo pulgar sobre el botón y empuje las quijadas del nonio contra el objeto a medir, aplique sólo una fuerza suave.

Método correcto de manejar los calibradores Medición de exteriores. Coloque el objeto tan profundo como sea posible entre las quijadas.

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Si la medición se hace al extremo de las quijadas, el cursor podría inclinarse resultando una medición inexacta.

Sostenga el objeto a escuadra con las quijadas como se indica en (A) y (B), de otra forma, no se obtendrá una medición correcta.

Medición de interiores. En esta medición es posible cometer errores a menos que se lleve a cabo ,muy cuidadosamente, introduzca los picos totalmente dentro del objeto que se va a medir, asegurando un contacto adecuado con las superficies de medición y tome la lectura.

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Al medir el diámetro interior de un objeto, tome el valor máximo (A-3) al medir el ancho de una ranura tome el valor mínimo (B-3).

Es una buena práctica medir en ambas direcciones a-a y b-b en A-3 para asegurar una correcta medición.

Medición de agujeros pequeños. La medición de pequeños diámetros interiores es limitada, estamos expuestos a confundir el valor aparente "d" con el valor real "D"

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El mayor valor "B" en la figura o el menor valor "D" es el error.

Medición de profundidad. En la medición de la profundidad, no permita que el extremo del instrumento se incline, no deje de mantenerlo nivelado.

La esquina del objeto es más o menos redonda, por lo tanto, gire el resaque de la barra de profundidad hacia la esquina.

Ejemplos de métodos de medición, correctos e incorrectos.

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Punto 3: Guarde adecuadamente el calibrador después de usarlo. Cuando se usa el calibrador, la superficie de la escala se toca a menudo con la mano, por lo tanto después de usarlo, limpie la herramienta frotándola con un trapo, y aplique aceite a las superficies deslizantes de medición antes de poner el instrumento en su estuche. Tenga cuidado, no coloque ningún peso encima del calibrador, podría torcerse la regleta.

No golpee los extremos de las quijadas yu picos ni los utilice como martillo.

No golpee los extremos de las quijadas

No utilice el calibrador para medir algún objeto en movimiento.

No mida un objeto mientras esté en movimiento.

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Como leer el calibrador (sistema métrico): Ejemplo 1. (Métrico)

Paso 1. El punto cero de la escala del nonio está localizado entre 43 mm. y 44 mm. Sobre la escala de la regleta. En este caso lea 43 mm primero 43 mm. Paso 2. Sobre la escala del nonio, localice la graduación en la línea con la graduación de la escala de la regleta. Esta graduación es de "6" .6 mm Paso Final 43 + .6 = 43.6 mm Ejemplo 2. (Métrico)

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Ejemplo 3. (Métrico)

Ejemplo4. (Métrico)

Como leer el calibrador (sistema inglés) Ejemplo 1. (inglés)

Paso I.

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El punto cero de la escala del nonio está localizado entre 2 4/16 pulg., y 2 5/16 pulg., sobre la escala de la regleta. En este caso, lea 2 4/16 pulg., primero 2 4/16 pulg. Paso II. Sobre la escala del nonio, localice la graduación la cual está en línea con una graduación sobre la escala de la regleta. Esta graduación es "6", este 6 sobre el nonio indica 6/128 pulg.---------> 128/ pulg. Paso Final. Paso I + paso II

La lectura correcta es 2 19/64 pulg.

Paso I + Paso II 4 3/16 + 4/128 = 4 24/128 + 4/128 = 4 28/128 = 4 7/32 La lectura correcta es 4 7/32 pulg.

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Paso I Leemos 2.400 pulg., primero Paso II La graduación 18 sobre la escala del nonio está en línea con una graduación de la escala de la regleta, esta lectura es 18 pulg./1000 ó 0.018 pulg. Paso I + Paso II = 2.400 + 0.018 = 2.418 pulg. La lectura correcta es 2.418 pulg.

paso I + paso II = 4.450 + 0.016 = 4.466 pulg. La lectura correcta es 4.466 pulg.

RECOMENDADIONES PARA EL CALIBRADOR PIE DE REY 2 1 3

MEDIDAS:

con el calibrador se pueden medir:

Profundidades Interiores Exteriores

1. 2. 3. 4.

Poner el calibrador suavemente y se ajusta al tamaño de la pieza. medir varias veces para confirmar. saber que se va a medir: Exteriores, Interiores, profundidades. tener en cuenta los errores conocidos sobre la temperatura, el paralaje, el ajuste. 5. tratarlo con cuidado para protegerlo y mantenerlo limpio y ajustado. 6. comparar la medida con varios calibradores.

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Grafico del nonio de un pie de rey USO DEL NONIO (en mm) Lectura

mínima=valor de una división de la escala principal # de divisiones del nonio

Nota: en la parte posterior del pie de re se lee cuanto es la lectura min. Las medidas de un pie de rey estándar son hasta centésimas de mm Para usar el nonio se siguen los siguientes pasos: 1. Tomo el valor escrito en la escala principal antes del cero. 2. Verifico en el nonio cual es la raya que coincide exactamente con una de la escala principal. 3. sumo las cantidades obtenidas. USO DEL CALIBRADOR EN PULGADAS:   

0y8 16avos: 4 32avos: suma 1. 2y6 64avos: les

Si es posible se simplifica la fracción. Multiplica por 2 las líneas antes del cero del nonio y se multiplica por 4 las líneas antes del cero del nonio y se Suma la mitad de las líneas coincidentes



1,3,5,7 128avos coincidente 1 2 3 4 5 6 7 8

2=1 6=3 se multiplica por 8 y se les suma el # de la línea

1/128 2/128 3/128 4/128 5/128 6/128 7/128 x

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MICRÓMETROS. El micrómetro es una herramienta es una herramienta para tomar mediciones más precisas, que las que pueden hacerse con calibrador. En el micrómetro, un pequeño movimiento del husillo, por medio de un tornillo muy preciso, se indica por la revolución del manguito. Los micrómetros se clasifican en: Micrómetros de exteriores. Micrómetros de interiores. Nuestra descripción se basará en los micrómetros de exteriores, que son los más ampliamente usados. Micrómetro Palmer de exteriores.

Micrómetro Palmer de exteriores

Micrómetro de Interiores.

El rango de medición del micrómetro estándar está limitado a 25 milímetros (en el sistema métrico), o a una pulgada (en el sistema inglés). Para un mayor rango de mediciones, se necesitan micrómetros de diferentes rangos de medición. Con un micrómetro equipado con un yunque intercambiable es posible medir un amplio rango de longitudes, éste tipo de micrómetros cubre cuatro a seis veces el rango de medición del micrómetro estándar, pero es ligeramente inferior en precisión al micrómetro estándar.

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Micrómetro de tipo yunque intercambiable. Los micrómetros están graduados en centésimas (0.01) de milímetros (sistema métrico) o milésimas (0.001) de pulgada (sistema inglés). Un micrómetro equipado con un nonio permite lecturas de 0.001 mm, o de 0.0001 pulgadas. Para estabilizar la presión de medición que debe aplicarse al objeto a medirse, el micrómetro está equipado generalmente con un freno de trinquete. Sin embargo, cuando se usa por un período de tiempo largo, el freno del trinquete podría deteriorarse al aplicar una presión de medición determinada, resultando en una medición inexacta, el mayor problema en este tipo de micrómetro, es que la presión de medición puede cambiar con la velocidad de giro de la perilla del trinquete. Un micrómetro del tipo con freno de fricción, el cual tiene en el interior del manguito un aditamento para una presión constante, experimenta menos cambios en la presión de medición con el uso individual y es más apropiado para mediciones precisas.

El micrómetro usado por un largo período de tiempo o inapropiadamente, podría experimentar alguna desviación del punto cero; para corregir esto, los micrómetros traen en su estuche un patrón y una llave.

Algunas veces al usar el micrómetro es conveniente usar una base, cuando el cuerpo del micrómetro se sostiene por un largo período continuo el calor de la mano puede dilatarlo lo suficiente para causar una variación en la lectura.

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Precauciones al medir. Punto 1: Verificar la limpieza del micrómetro. El mantenimiento adecuado del micrómetro es esencial, antes de guardarlo, no deje de limpiar las superficies del husillo, yunque, y otras partes, removiendo el sudor, polvo y manchas de aceite, después aplique aceite anticorrosivo.

No olvide limpiar perfectamente las caras de medición del husillo y el yunque, o no obtendrá mediciones exactas. Para efectuar las mediciones correctamente, es esencial que el objeto a medir se limpie perfectamente del aceite y polvo acumulados. Punto 2: Utilice el micrómetro adecuadamente Para el manejo adecuado del micrómetro, sostenga la mitad del cuerpo en la mano izquierda, y el manguito o trinquete en la mano derecha, mantenga la mano fuera del borde del yunque.

Método correcto para sujetar el micrómetro con las manos Algunos cuerpos de los micrómetros están provistos con aisladores de calor, si se usa un cuerpo de éstos, sosténgalo por la parte aislada, y el calor de la mano no afectará al instrumento. El trinquete es para asegurar que se aplica una presión de medición apropiada al objeto que se está midiendo mientras se toma la lectura. Inmediatamente antes de que el husillo entre en contacto con el objeto, gire el trinquete suavemente, con los dedos, cuando el husillo haya tocado el objeto de tres a cuatro vueltas ligeras al trinquete a una velocidad uniforme (el husillo puede dar 1.5 o 2 vueltas libres). Hecho esto, se ha aplicado una presión adecuada al objeto que se está midiendo.

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Si acerca la superficie del objeto directamente girando el manguito, el husillo podría aplicar una presión excesiva de medición al objeto y será errónea la medición.

Cuando la medición esté completa, despegue el husillo de la superficie del objeto girando el trinquete en dirección opuesta. Como usar el micrómetro del tipo de freno de fricción. Antes de que el husillo encuentre el objeto que se va a medir, gire suavemente y ponga el husillo en contacto con el objeto. Después del contacto gire tres o cuatro vueltas el manguito. Hecho esto, se ha aplicado una presión de medición adecuada al objeto que se está midiendo. Punto 3: Verifique que el cero esté alineado Cuando el micrómetro se usa constantemente o de una manera inadecuada, el punto cero del micrómetro puede desalinearse. Si el instrumento sufre una caída o algún golpe fuerte, el paralelismo y la lisura del husillo y el yunque, algunas veces se desajustan y el movimiento del husillo es anormal.

Paralelismo de las superficies de medición 1) El husillo debe moverse libremente. 2) El paralelismo y la lisura de las superficies de medición en el yunque deben ser correctas.

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3) El punto cero debe estar en posición (si está desalineado siga las instrucciones para corregir el punto cero).

Punto 4: Asegure el contacto correcto entre el micrómetro y el objeto. Es esencial poner el micrómetro en contacto correcto con el objeto a medir. Use el micrómetro en ángulo recto (90º) con las superficies a medir.

Métodos de medición Cuando se mide un objeto cilíndrico, es una buena práctica tomar la medición dos veces; cuando se mide por segunda vez, gire el objeto 90º. No levante el micrómetro con el objeto sostenido entre el husillo y el yunque.

No levante un objeto con el micrómetro No gire el manguito hasta el límite de su rotación, no gire el cuerpo mientras sostiene el manguito.

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Como corregir el punto cero Método I) Cuando la graduación cero está desalineada. 1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque) 2) Inserte la llave con que viene equipado el micrómetro en el agujero de la escala graduada. 3) Gire la escala graduada para prolongarla y corregir la desviación de la graduación. 4) Verifique la posición cero otra vez, para ver si está en su posición.

Método II) Cuando la graduación cero está desalineada dos graduaciones o más. 1) Fije el husillo con el seguro (deje el husillo separado del yunque) 2) Inserte la llave con que viene equipado el micrómetro en el agujero del trinquete, sostenga el manguito, gírelo del trinquete, sostenga el manguito, gírelo en sentido contrario a las manecillas del reloj.

3) Empuje el manguito hacia afuera (hacia el trinquete), y se moverá libremente, relocalice el manguito a la longitud necesaria para corregir el punto cero.

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4) Atornille toda la rosca del trinquete y apriételo con la llave. 5) Verifique el punto cero otra vez, y si la graduación cero está desalineada, corríjala de acuerdo al método I. Como leer el micrómetro (sistema métrico). I. Conocimientos requeridos para la lectura. La línea de revolución sobre la escala, está graduada en milímetros, cada pequeña marca abajo de la línea de revolución indica el intermedio 0.5 mm entre cada graduación sobre la línea.

El micrómetro mostrado es para el rango de medición de 25 mm a 50 mm y su grado más bajo de graduación representa 25 mm

Un micrómetro con rango de medición de 0 a 25 mm, tiene como su graduación más baja el 0.

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Una vuelta del manguito representa un movimiento de exactamente .5 mm a lo largo de la escala, la periferia del extremo cónico del manguito, está graduada en cincuentavos (1/50); con un movimiento del manguito a lo largo de la escala, una graduación equivale a .01 mm. II. Ejemplos de lecturas. Ejemplo 1)

Paso I. Lea la escala (I) sobre la línea de revolución en la escala 56mm Paso II Vea si el extremo del manguito está sobre la marca .5 mm, si está sobre .5mm, agregue .5 mm (A) Si está abajo 0.5 mm, no agregue nada. (B)

Paso III Tome la lectura de la escala sobre el manguito, la cual coincide con la línea de revolución de la escala .47 mm Paso Final El total de las lecturas en los pasos I, II, III, es la lectura correcta. Ejemplo 2)

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Lea las escalas anteriormente mostradas Paso I.

37.

Paso II.

.5

Paso III

.11

Paso IV. .008

(visualmente)

37.618 mm Ejemplo 3) Lea las escalas Paso I.

7.

Paso II. . Paso III. .21 7.21 mm Ejemplo 4) El caso mostrado es para un micrómetro con un nonio. La lectura es la siguiente. Paso I.

8.

Paso II.

.5

Paso III.

.29

Paso IV. .003 8.793 mm

Ejemplo 4. (métrico)

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Ejemplo 5) En un micrómetro tipo europeo, la escala del manguito está graduada en centésimas (1/100) para permitir la lectura directa 0.01 mm. La lectura correcta es 5.93 mm

Ejemplo 5. (Métrico) Como leer el micrómetro (sistema inglés) El que se muestra es un micrómetro para medidas entre el rango de 2 a 3 pulgadas.

inglés La línea de revolución sobre la escala está graduada en .025 de pulgada. En consecuencia, los dígitos 1, 2 y 3 sobre la línea de revolución representan .100, .200 y .300 pulgadas respectivamente. Una vuelta del manguito representa un movimiento exactamente de 0.25 pulg., a lo largo de la escala, el extremo cónico del manguito está graduado en veinticincoavos (1/25); por lo tanto una graduación del movimiento del manguito a lo largo de la escala graduada equivale a .001 pulg.

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Ejemplo 1)

Paso I y II Lea la línea de revolución de la escala .2 + .05 pulg. Paso III Lea la graduación sobre el manguito que coincida con la línea de revolución de la escala .021 Paso final La lectura correcta es el total de las lecturas en los pasos I, II y III. .2 + .05 + .021 = .271 pulg. Ejemplo 2) Leamos el micrómetro. Paso I.

2.3

Paso II.

.05

Paso III.

.011

Paso IV.

.0009

(visualmente)

2.3619 pulg. Ejemplo 3) Paso I.

4.1

Paso II. Paso III.

.011 4.111 pulg.

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Ejemplo 4) En un micrómetro provisto con un nonio, la lectura correcta es la siguiente. Paso I

.100

Paso II

.025

Paso III.

.018

Paso IV.

.0004 (con ayuda del nonio) .1434 pulg.

Ejemplo 4. (inglés)

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RECOMENDACIONES PARA EL USO DEL MICRÓMETRO: Los micrómetros al igual que los calibradores los hay de dos clases en sistema ingles y sistema internacional. Sistema internacional Escala principal: 0,5mm por división Escala del nonio: 50 divisiones Mide en milésimas de mm

15 10 0

5

10

15

5 0

Rangos del micrómetro:

41 5 40

De 0 a 25mm De 25 a 50 mm De 50 a 75 mm De 75 a 100 mm Sistema ingles Escala principal: 1/40 0,025” por división Escala del nonio: 25 divisiones 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Rangos del micrómetro: De 0” a 1” De 1” a 2” De 2” a 3” De 3” a 4”

10 5 0 20 15

PASOS PARA MEDIR: 1. 2.

tomo el valor exacto del la escala principal antes del tambor. verifico en el nonio cual raya coincide mas con la recta de la escala principal Nota: en el taller mecánico se miden piezas en milésimas y centésima de pulgada y las medidas más pequeñas se realizan ya en el laboratorio pero se usan oros sistemas más precisos. Ejemplo: En mm:

En pulgadas:

escala principal Nonio Total

0,625 0,014 0,639

escala principal Nonio Total

0,750 0,021 0,771 56 de 202

INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO INGENIERÍA EN PRODUCCION GUÍA DE APRENDIZAJE TEMA: FACILITADOR:

DIBUJO E INTERPRETACIÓN DE PLANOS MECÁNICOS JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTION ENERGETICA INGENIERO ELECTROMECÁNICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL

TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA INTRODUCCIÓN El dibujo es un área que permite al profesional una visión global del medio fabril porque le permite interpretar, Conceptualizar y realizar representaciones gráficas realistas utilizadas por la mecánica, la producción, la electricidad, la electrónica y además de una gran cantidad de áreas básicas necesarias que hacen de él dibujo un área profesional de gran importancia en la industria.        

OBJETIVO Familiarizarse con el lenguaje común en el área del dibujo técnico. Realizar representaciones gráficas creativas y realistas sobre piezas técnicas CONTENIDOS Fundamentación Uso de instrumentos y dibujo a mano alzada Perspectiva e isométricos. Vistas y proyecciones. Escalado y acotado. EVALUACIÓN Cualitativa y cuantitativa con diagnóstico, proceso y sumatoria final desde la auto evaluación. BIBLIOGRAFÍA  Curso básico de dibujo técnico, módulos básicos para metalmecánica, SENA  Módulos de dibujo técnico instituto técnico industrial Pascual Bravo(6,7,8,9)  Dibujo en ingeniería y comunicación gráfica, Bertoline Wiebe y Millar Moler, Mc Graw Hill 1999  Módulo de dibujo técnico Universidad Pontificia Bolivariana

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DIBUJO TÉCNICO: INTRODUCCIÓN HISTÓRICA Desde sus orígenes, el hombre ha tratado de comunicarse mediante grafismos o dibujos. Las primeras representaciones que conocemos son las pinturas rupestres, en ellas no solo se intentaba representar la realidad que le rodeaba, animales, astros, al propio ser humano, etc., sino también sensaciones, como la alegría de las danzas, o la tensión de las cacerías. A lo largo de la historia, esta comunicación mediante dibujos, ha evolucionado, dando lugar por un lado al dibujo artístico y por otro al dibujo técnico. Mientras el primero intenta comunicar ideas y sensaciones, basándose en la sugerencia y estimulando la imaginación del espectador, el dibujo técnico, tiene como fin, la representación de los objetos lo más exactamente posible, en forma y dimensiones. Hoy en día, se está produciendo una confluencia entre los objetivos del dibujo artístico y técnico. Esto es consecuencia de la utilización de los ordenadores en el dibujo técnico, con ellos se obtienen recreaciones virtuales en 3D, que si bien representan los objetos en verdadera magnitud y forma, también conllevan una fuerte carga de sugerencia para el espectador.

CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE DIBUJOS TÉCNICOS Veremos en este apartado la clasificación de los distintos tipos de dibujos técnicos según la norma DIN 199. Aclaramos que la utilización de una norma extranjera se debe únicamente a la carencia de una norma española equivalente. La norma DIN 199 clasifica los dibujos técnicos atendiendo a los siguientes criterios:  Objetivo del dibujo  Forma de confección del dibujo.  Contenido.  Destino. CLASIFICACIÓN DE LOS DIBUJOS SEGÚN SU OBJETIVO: Croquis: Representación a mano alzada respetando las proporciones de los objetos. Dibujo: Representación a escala con todos los datos necesarios para definir el objeto. Plano: Representación de los objetos en relación con su posición o la función que cumplen. Gráficos, Diagramas y Ábacos: Representación gráfica de medidas, valores, de procesos de trabajo, etc. Mediante líneas o superficies. Sustituyen de forma clara y resumida a tablas numéricas, resultados de ensayos, procesos matemáticos, físicos, etc. CLASIFICACIÓN DE LOS DIBUJOS SEGÚN LA FORMA DE CONFECCIÓN: Dibujo a lápiz: Cualquiera de los dibujos anteriores realizados a lápiz. Dibujo a tinta: Ídem, pero ejecutado a tinta.

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Original: El dibujo realizado por primera vez y, en general, sobre papel traslúcido. Reproducción: Copia de un dibujo original, obtenida por cualquier procedimiento. Constituyen los dibujos utilizados en la práctica diaria, pues los originales son normalmente conservados y archivados cuidadosamente, tomándose además las medidas de seguridad convenientes. CLASIFICACIÓN DE LOS DIBUJOS SEGÚN SU CONTENIDO: Dibujo general o de conjunto: Representación de una máquina, instrumento, etc., en su totalidad. Dibujo de despiece: Representación detallada e individual de cada uno de los elementos y piezas no normalizadas que constituyen un conjunto. Dibujo de grupo: Representación de dos o más piezas, formando un subconjunto o unidad de construcción. Dibujo de taller o complementario: Representación complementaria de un dibujo, con indicación de detalles auxiliares para simplificar representaciones repetidas. Dibujo esquemático o esquema: Representación simbólica de los elementos de una máquina o instalación. CLASIFICACIÓN DE LOS DIBUJOS SEGÚN SU DESTINO: Dibujo de taller o de fabricación: Representación destinada a la fabricación de una pieza, conteniendo todos los datos necesarios para dicha fabricación. Dibujo de mecanización: Representación de una pieza con los datos necesarios para efectuar ciertas operaciones del proceso de fabricación. Se utilizan en fabricaciones complejas, sustituyendo a los anteriores. Dibujo de montaje: Representación que proporciona los datos necesarios para el montaje de los distintos Subconjuntos y conjuntos que constituyen una máquina, instrumento, dispositivo, etc. Dibujo de clases: Representación de objetos que sólo se diferencian en las dimensiones. Dibujo de ofertas, de pedido, de recepción: Representaciones destinadas a las funciones mencionadas.

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OBTENCIÓN DE LAS VISTAS DE UN OBJETO GENERALIDADES: Se denominan vistas principales de un objeto, a las proyecciones ortogonales del mismo sobre 6 planos, dispuestos en forma de cubo. También se podría definir las vistas como, las proyecciones ortogonales de un objeto, según las distintas direcciones desde donde se mire. Las reglas a seguir para la representación de las vistas de un objeto, se recogen en la norma UNE 1-032-82, "Dibujos técnicos: Principios generales de representación", equivalente a la norma ISO 128-82. DENOMINACIÓN DE LAS VISTAS Si situamos un observador según las seis direcciones indicadas por las flechas, obtendríamos las seis vistas posibles de un objeto. Estas vistas reciben las siguientes denominaciones: Vista A: Vista de frente o alzado Vista B: Vista superior o planta Vista C: Vista derecha o lateral derecha Vista D: Vista izquierda o lateral izquierda Vista E: Vista inferior Vista F: Vista posterior

POSICIONES RELATIVAS DE LAS VISTAS Para la disposición de las diferentes vistas sobre el papel, se pueden utilizar dos variantes de proyección ortogonal de la misma importancia: El método de proyección del primer diedro, también denominado Europeo (antiguamente, método E) El método de proyección del tercer diedro, también denominado Americano (antiguamente, método A) En ambos métodos, el objeto se supone dispuesto dentro de un cubo, sobre cuyas seis caras, se realizarán las correspondientes proyecciones ortogonales del mismo. La diferencia estriba en que, mientras en el sistema Europeo, el objeto se encuentra entre el observador y el plano de proyección, en el sistema Americano, es el plano de proyección el que se encuentra entre el observador y el objeto. SISTEMA EUROPEO SISTEMA AMERICANO

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Una vez realizadas las seis proyecciones ortogonales sobre las caras del cubo, y manteniendo fija, la cara de la proyección del alzado (A), se procede a obtener el desarrollo del cubo, que como puede apreciarse en las figuras, es diferente según el sistema utilizado. SISTEMA EUROPEO SISTEMA AMERICANO

El desarrollo del cubo de proyección, nos proporciona sobre un único plano de dibujo, las seis vistas principales de un objeto, en sus posiciones relativas. Con el objeto de identificar, en que sistema se ha representado el objeto, se debe añadir el símbolo que se puede apreciar en las figuras, y que representa el alzado y vista lateral izquierda, de un cono truncado, en cada uno de los sistemas. SISTEMA EUROPEO SISTEMA AMERICANO

CORRESPONDENCIA ENTRE LAS VISTAS Como se puede observar en las figuras anteriores, existe una correspondencia obligada entre las diferentes vistas. Así estarán relacionadas: a) El alzado, la planta, la vista inferior y la vista posterior, coincidiendo en anchuras. b) El alzado, la vista lateral derecha, la vista lateral izquierda y la vista posterior, coincidiendo en alturas. c) La planta, la vista lateral izquierda, la vista lateral derecha y la vista inferior, coincidiendo en profundidad.

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Habitualmente con tan solo tres vistas, el alzado, la planta y una vista lateral, queda perfectamente definida una pieza. Teniendo en cuenta las correspondencias anteriores, implicarían que dadas dos cualquiera de las vistas, se podría obtener la tercera, como puede apreciarse en la figura:

También, de todo lo anterior, se deduce que las diferentes vistas no pueden situarse de forma arbitraria. Aunque las vistas aisladamente sean correctas, si no están correctamente situadas, no definirán la pieza.

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EJEMPLOS:

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ENCUADRE: Esta es la disposición de un plano técnico debe estar centrado y distribuido entre las vistas y el sólido isométrico a 30 grados. El método de encuadre permite obtener dicho objetivo.

Un plano técnico debe ser centrado/ proporcionado/ limpio y seguir las normas del dibujo técnico. Una parte ser el sólido isométrico y la otra será las vistas para determinar detalles constructivos (medidas).

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90 mm

90 mm

90 mm

ENCUADRE: Se debe conocer el espacio de trabajo y ubicar el tamaño de la pieza o las vistas para restándoselo al espacio de la hoja. Se dibuja el sólido siguiendo el procedimiento y se le encierra en un cuadro para saber el espacio total que ocupa. 87 mm

X=87 mm

34.64 mm

Y=90 mm

56.96 mm mm Se dibujan las vistas siguiendo el procedimiento y se les encierra en un cuadro para saber el espacio total que ocupan.

X=110 mm

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Obteniendo las medidas de los objetos a centrar se pasa a obtener el tamaño de las márgenes. Se debe tener en cuenta que las márgenes deben ser iguales y se distribuye el espacio: B= ancho de la hoja

A= ancho de la hoja

M1= (b-x)/2 M2= (a-y)/2

M2

La manera de centrarlo es restar al espacio de la hoja el espacio del cubo

M1

La manera de centrarlo es restar al espacio de la hoja el espacio de las vistas

M1

M2 M2 M1=(b-x)/2 M2=(a-y)/2

A= ancho de la hoja

M1

M1

M1

M2

B= ancho de la hoja 67 de 202

COMO DIBUJAR UN SOLIDO ISOMETRICO Comenzamos trazando una línea perpendicular a la hoja

Trazamos dos líneas a treinta grados y medimos los lados para el sólido solo se necesita medir tres veces lo demás se construye con las escuadras y se le llama dibujo por construcción.

El siguiente paso se obtiene desplazando las escuadras para cerrar el sólido por construcción

El sólido representa la materia prima donde trabajaremos las piezas isométricas y permite observar la base para los dibujos de hecho a partir de él dibujamos las piezas recortando parte del material.

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COMO DIBUJAR UNA PIEZA DENTRO DE UN SOLIDO ISOMETRICO Partimos del solido isométrico donde dibujaremos la pieza

Marcamos la zona a recortar y definimos su profundidad

Al objeto se le borran las líneas guías y quedara definido para obtener su proyecciones o vistas

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COMO SACAR LAS VISTAS DE UN SOLIDO ISOMETRICO Un dibujo isométrico es la representación de un sólido real y sus vistas permitirán obtener detalles para su construcción. Partimos de definir la vista frontal y el sistema de vistas Al definir la estructura podremos comenzar a definir detalles paso a paso: Vista superior

Vista frontal

Vista lateral derecha

Empezamos con la vista frontal que la que mas detalles entrega

El ejercicio consiste en imaginarse como se vería el objeto desde diferentes puntos de vista

Vista superior

Vista frontal

Vista lateral derecha

Detallamos los detalles en la vista superior terminamos completando el juego de vistas con la vista lateral derecha que nos completara

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COMO SACAR UN SOLIDO ISOMETRICO APARTIR DE UN JUEGO DE VISTAS Este ejercicio se conoce como interpretación de vistas y busca fortalecer el pensamiento abstracto al obtener de un juego de dibujos bidimensionales un sólido isométrico y sus detalles constructivos, este método es ampliamente usado en industria. Comenzamos definiendo los detalles más externos del dibujo sobre el cuerpo solido .

Para ubicar secciones o detalles debemos verificarlos en las tres vistas

Finalmente realizamos los detalles pero se deben pensar las formas generales primero y luego dibujar el detalle de la pieza.

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EJERCICIO PASO A PASO:

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EJERCICIOS: obtenga las vistas del objeto

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EJERCICIOS. Obtenga el isométrico de las vistas

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INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO INGENIERÍA EN PRODUCCION GUÍA DE APRENDIZAJE 5 TEMA: FACILITADOR:

MATERIALES JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTION ENERGETICA INGENIERO ELECTROMECÁNICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL

TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA INTRODUCCIÓN La producción y sus procesos de manufactura necesitan de materiales para realizar estructuras y sistemas, dentro de maquinarias, y productos y se requiere que estos permitan garantizar un nivel específico de seguridad para el usuario. Conocer sobre el tema nos permite manejar la terminología aplicada para denominar los materiales sus posibles aplicaciones y conceptos, además de las características de los mismos para sugerir su uso y precauciones de manejo. LOGROS Conceptualizar sobre los materiales y sus diferentes tipos. Identificar los materiales y sus aplicaciones básicas ACTIVIDADES Por parejas identifiquen el nivel de conocimiento sobre materiales respondiendo cuestionario y establezcan plan de estudio sobre materiales Participe en Puesta en común y reflexione sobre la importancia del conocimiento de los materiales Realice lectura del documento: conceptos básicos sobre los materiales y organice un banco de preguntas. Participe en puesta en común sobre la lectura del documento y el banco de preguntas elaborado Observe y analice video sobre los metales y elabore un cuadro de ellos. Participe en puesta en común sobre el cuadro elaborado a partir de la observación del video. Participe en la evaluación sobre los materiales. EVALUACIÓN Responder evaluación de conocimiento sobre los metales y sus características          

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Naturaleza y propiedades de los materiales Clasificación de los materiales La manera más general de clasificación de los materiales es la siguiente: a. Metálicos  

Ferrosos No ferrosos

b. No metálicos  

Orgánicos Inorgánicos

Metales Ferrosos Los metales ferrosos como su nombre lo indica su principal componente es el hierro, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Las principales aleaciones se logran con el estaño, plata, platino, manganeso, vanadio y titanio. Los principales productos representantes de los materiales metálicos son:    

Fundición de hierro gris Hierro maleable Aceros Fundición de hierro blanco

Su temperatura de fusión va desde los 1360ºC hasta los 1425ªC y uno de sus principales problemas es la corrosión. Metales no Ferrosos Por lo regular tienen menor resistencia a la tensión y dureza que los metales ferrosos, sin embargo su resistencia a la corrosión es superior. Su costo es alto en comparación a los materiales ferrosos pero con el aumento de su demanda y las nuevas técnicas de extracción y refinamiento se han logrado abatir considerablemente los costos, con lo que su competitividad ha crecido notablemente en los últimos años.

Los principales metales no ferrosos utilizados en la manufactura son:

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      

Aluminio Cobre Magnesio Níquel Plomo Titanio Zinc

Los metales no ferrosos son utilizados en la manufactura como elementos complementarios de los metales ferrosos, también son muy útiles como materiales puros o aleados los que por sus propiedades físicas y de ingeniería cubren determinadas exigencias o condiciones de trabajo, por ejemplo el bronce (cobre, plomo, estaño) y el latón (cobre zinc).

Materiales no Metálicos a. Materiales de origen orgánico b. Materiales de origen inorgánico Materiales orgánicos Son así considerados cuando contienen células de vegetales o animales. Estos materiales pueden usualmente disolverse en líquidos orgánicos como el alcohol o los tretracloruros, no se disuelven en el agua y no soportan altas temperaturas. Algunos de los representantes de este grupo son:      

Plásticos Productos del petróleo Madera Papel Hule Piel

Materiales de origen inorgánico Son todos aquellos que no proceden de células animales o vegetales o relacionadas con el carbón. Por lo regular se pueden disolver en el agua y en general resisten el calor mejor que las sustancias orgánicas. Algunos de los materiales inorgánicos más utilizados en la manufactura son:     

Los minerales El cemento La cerámica El vidrio El grafito (carbón mineral)

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Los materiales sean metálicos o no metálicos, orgánicos o inorgánicos casi nunca se encuentran en el estado en el que van a ser utilizados, por lo regular estos deben ser sometidos a un conjunto de procesos para lograr las características requeridas en tareas específicas. Estos procesos han requerido del desarrollo de técnicas especiales muy elaboradas que han dado el refinamiento necesario para cumplir con requerimientos prácticos. También estos procesos aumentan notablemente el costo de los materiales, tanto que esto puede significar varias veces el costo original del material por lo que su estudio y perfeccionamiento repercutirán directamente en el costo de los materiales y los artículos que integraran. Los procesos de manufactura implicados en la conversión de los materiales originales en materiales útiles para el hombre requieren de estudios especiales para lograr su mejor aplicación, desarrollo y disminución de costo. En la ingeniería la transformación de los materiales y sus propiedades tienen un espacio especial, ya que en casi todos los casos de ello dependerá el éxito o fracaso del uso de un material. Estructura de los metales Todos los materiales están integrados por átomos los que se organizan de diferentes maneras, dependiendo del material que se trate y el estado en el que se encuentra. Cuando un material se encuentra en forma de gas, sus átomos están más dispersos o desordenados (a una mayor distancia uno de otro) en comparación con los átomos de ese mismo material pero en estado líquido o sólido. Existen materiales en los que sus átomos siempre están en desorden o desalineados aún en su estado sólido, a estos materiales se les llama materiales amorfos, un ejemplo es el vidrio, al que se considera como un líquido solidificado. En el caso de los metales, cuando estos están en su estado sólido, sus átomos se alinean de manera regular en forma de mallas tridimensionales. Estas mallas pueden ser identificadas fácilmente por sus propiedades químicas, físicas o por medio de los rayos X. Cuando un material cambia de tipo de malla al modificar su temperatura, se dice que es un material polimorfo o alotrópico. Cada tipo de malla en los metales da diferentes propiedades, no obstante que se trata del mismo material, así por ejemplo en el caso del hierro aleado con el carbono, se pueden encontrar tres diferentes tipos de mallas: la malla cúbica de cuerpo centrado, la malla cúbica de cara centrada y la malla hexagonal compacta. Cada una de estas estructuras atómicas tiene diferentes números de átomos, como se puede ver en las siguientes figuras.

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Malla cúbica de cuerpo centrado

Malla cúbica de cara centrada

Malla hexagonal compacta

La malla cúbica de cuerpo de cuerpo centrado. Es la estructura que tiene el hierro a temperatura ambiente, se conoce como hierro alfa. Tiene átomos en cada uno de los vértices del cubo que integra a su estructura y un átomo en el centro. También se encuentran con esta estructura el cromo, el molibdeno y el tungsteno. La malla cúbica de cara centrada aparece en el hierro cuando su temperatura se eleva a aproximadamente a 910ºC, se conoce como hierro gamma. Tiene átomos en los vértices y en cada una de sus caras, su cambio es notado además de por los rayos X por la modificación de sus propiedades eléctricas, por la absorción de calor y por las distancias intermoleculares. A temperatura elevada el aluminio, la plata, el cobre, el oro, el níquel, el plomo y el platino son algunos de los metales que tienen esta estructura de malla. La malla hexagonal compacta se encuentra en metales como el berilio, cadmio, magnesio, y titanio. Es una estructura que no permite la maleabilidad y la ductilidad, es frágil. Modificar a una malla de un metal permite la participación de más átomos en una sola molécula, estos átomos pueden ser de un material aleado como el carbón en el caso del hierro, lo que implica que se puede diluir más carbón en un átomo de hierro. Si se tiene en cuenta que el carbón es el que, en ciertas proporciones, da la dureza al hierro, entonces lo que se hace al cambiar la estructura del hierro es permitir que se diluya más carbón, con lo que se modifican sus propiedades. Otra de las características de los metales que influye notablemente en sus propiedades es el tamaño de grano, el cual depende de la velocidad de enfriamiento en la solidificación del metal, la extensión y la naturaleza del calentamiento que sufrió el metal al ser calentado.

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Grano de las estructuras metálicas Cuando un metal en su estado líquido se enfría sus cristales se van solidificando formando estructuras dendríticas, las que crecen uniformes hasta que se encuentran con otra estructura que también ha estado creciendo, en ese lugar de encuentro de las dos estructuras se forman los límites de los granos de los materiales. Entre más lento el enfriamiento de un material, mayor uniformidad en el crecimiento de los granos, o sea estos serán de menor tamaño. Un material con granos pequeños será más duro que un con granos grandes, debido a que los granos grandes tienden a fracturarse y deslizarse uno sobre el otro, lo que no sucede con los granos pequeños. La mejor forma de determinar el tamaño de grano de un material es por medio de microscopio metalúrgico, el que actúa por medio de un rayo de luz que se lanza sobre una superficie pulida al espejo y limpiada con una mezcla de 3% de ácido nítrico y 97% de alcohol, para eliminar lo que se conoce como metal untado. Microscopio para la medición de grano en un metal

Solidificación y aleación de los metales, diagrama HHC Los metales al ser calentados pueden modificar su estado físico pasando por varias etapas, las que van desde la alteración de algunas de sus propiedades hasta en cambio de su estado sólido al líquido. El qué tan rápido o con qué tanta energía se logra un cambio de estado en un metal dependerá de los materiales que lo integran. Se debe recordar que casi nunca se utilizan metales puros. A la combinación química de dos o más metales se le llama aleación y las propiedades de las aleaciones dependen también de los metales que la integran.

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Algunas de las aleaciones más utilizadas en los procesos de manufactura son:     

Latón rojo o amarillo (cobre zinc) Bronce (cobre, estaño, zinc, plomo) Aluminio, cobre, magnesio, silicio y zinc Hierro, carbón, cobalto, tungsteno, vanadio, etc. Cobre, oro, plata

Existen tablas y normas internacionales que especifican la nomenclatura y los componentes específicos de cada una de las diferentes aleaciones. Las aleaciones antes señaladas son sólo algunas de las más, existen cientos más de ellas. Una de las herramientas que nos permiten conocer de manera sencilla y rápida algunas de las características de las aleaciones son los diagramas de las aleaciones. Uno de los diagramas de aleaciones más conocido y utilizado del Hierro y el carbono. También conocido como diagrama hierro, hierro, carbono (HHC). Con este diagrama se pueden obtener las temperaturas de cambio de sus estructuras cristalinas; también se pueden conocer las temperaturas a las que se da el cambio de fase de un hierro. En función a la cantidad de carbón que contiene el metal se puede estimar la temperatura a la que se derretirá y a la que se volverá pastoso.

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En el eje horizontal del diagrama de Hierro, hierro, carbono se ubica el porcentaje de carbono que puede estar diluido en el hierro y en el eje vertical se señalan las temperaturas a las que van sucediendo los cambios señalados en el cuerpo de la gráfica. Al conocer la cantidad de carbono que tiene un hierro se pueden estimar la temperatura a la que se debe elevar para que se den los diferentes cambios de estructura o de estado. Por ejemplo si se tiene un hierro con 0.4% de carbón, se deberá elevar su temperatura hasta los 723°C para que el hierro alfa y la perlita empiecen a convertirse en austenita y ferrita. Aproximadamente a los 800°C ese mismo hierro cambiará su estructura a hierro gamma, en donde su componente principal es la austenita, a los 1480°C empieza a fundirse y arriba de los 1520°C se ha fundido todo. A los hierros que están debajo de 0.8% de carbón se les llama hipoeutectoides y a aquellos que tienen más de 0.8% de carbón se llaman hipereutectoides. El punto eutéctico es aquel en el que se logra la máxima dilusión de carbón posible en un hierro a la menor temperatura. En caso de los hierros con carbón el punto eutéctico se da con 0.8% de carbón y a 723°C. Cada vez que se rebasa una zona en la gráfica de HHC, se está cambiando de estructura en el hierro que se está tratando. Hierros y aceros De acuerdo al diagrama de hierro, hierro, carbono el hierro puede aceptar determinadas cantidades de carbón diluidas, estas cantidades nunca son superiores al 4%. En los casos en los que se rebasa el 4% de carbón el hierro es de muy baja calidad. Los hierros más utilizados en los procesos de manufactura son los siguientes:

Hierro dulce

C < 0.01

Aceros

C entre 0.1 y 0.2 %

Hierro fundido

C > 2.0% pero < 4.0%

Algunos ejemplos de los materiales producidos con los diferentes hierros:    

Hierro "puro". Por lo regular es utilizado para la generación de aleaciones especiales. Hierro forjado. Lámina negra o material para la formación de objetos por medio de laminado o forja. Acero. Materiales con requerimientos especiales de resistencia a la tracción, fricción y tenacidad. Hierro fundido. Artículos sin gran calidad pero con gran dureza y muy frágiles.

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Propiedades de los metales Las principales propiedades de los materiales incluyen densidad, presión de vapor, expansión térmica, conductividad térmica, propiedades eléctricas y magnéticas, así como las propiedades de ingeniería. En los procesos de manufactura son de gran importancia las propiedades de ingeniería, de las que destacan las siguientes:      

Resistencia a la tensión Resistencia a la compresión Resistencia a la torsión Ductilidad Prueba al impacto o de durabilidad Dureza

Cada una de las propiedades antes señaladas requiere de un análisis específico y detallado, lo que se da en asignaturas como las de ciencia de materiales y resistencia de materiales. A continuación sólo se presentan algunas de sus principales características.

Resistencia a la tensión Se determina por el estirado de los dos extremos de una probeta con dimensiones perfectamente determinadas y con marcas previamente hechas. Al aplicar fuerza en los dos extremos se mide la deformación relacionándola con la fuerza aplicada hasta que la probeta rebasa su límite de deformación elástica y se deforma permanentemente o se rompe. Los resultados de las pruebas de resistencia a la tensión se plasman en series de curvas que describen el comportamiento de los materiales al ser estirados. Varias de las características de ingeniería se proporcionan con relación a la resistencia a la tensión. Así en algunas ocasiones se tienen referencias como las siguientes:   

La resistencia al corte de un material es generalmente el 50% del esfuerzo a la tensión. La resistencia a la torsión es alrededor del 75% de la resistencia a la tensión. La resistencia a la compresión de materiales relativamente frágiles es de tres o cuatro veces la resistencia a la tensión.

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En los siguientes diagramas se muestran algunos de los procedimientos comunes para aplicar las pruebas de resistencia al corte, la compresión, la fatiga o durabilidad, el impacto, la torsión y de dureza.

Referencia "Procesos básicos de manufactura", Begeman

Dureza Por lo regular se obtiene por medio del método denominado resistencia a la penetración, la cual consiste en medir la marca producida por un penetrador con características perfectamente definidas y una carga también definida; entre más profunda es la marca generada por el penetrador de menor dureza es el material. Existen varias escalas de dureza, estas dependen del tipo de penetradores que se utilizan y las normas que se apliquen. Las principales pruebas de dureza son Rockwell, Brinell y Vickers. Las dos primeras utilizan penetradores con cargas para generar marcas en los metales a probar, posteriormente se mide la profundidad de las marcas. En algunas publicaciones se considera a la prueba Rockwell como la prueba del sistema inglés y a la Brinell como la del sistema métrico. (observe las tablas de relación de durezas) La dureza Vickers se logra por medio de una prueba denominada el método Escleroscópico Shore en el que consiste en dejar caer un martinete de diamante de 2,3 g, sobre el material a probar y medir la altura del rebote. A mayor rebote mayor será su dureza.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO INGENIERÍA EN PRODUCCION GUÍA DE APRENDIZAJE TEMA: FACILITADOR:

Diseño De Productos Del Boceto Al Prototipo JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTION ENERGETICA INGENIERO ELECTROMECÁNICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL

TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA INTRODUCCION

Cuando observamos productos comunes con los cuales tenemos relación, no nos imaginamos muchas veces la gran cantidad de operaciones que ocurrieron con una materia prima antes de convertirse en lo que conocemos. Para todo ingeniero en producción es necesario conocer el procedimiento usado para diseñar, calcular construir y evaluar un prototipo de un producto, y sus relaciones con maquinarias procesos y transformaciones. LOGROS  Conceptualizar sobre el proceso de generación de ideas de producto  Identificar las estrategias usadas para diseñar productos.  Conocer el proceso desde el boceto hasta el producto terminado. ACTIVIDADES  Escuchar presentación sobre el proceso de diseño de un producto desde el boceto hasta el prototipo terminado.  Puesta en común.  Conversatorio sobre el diseño de productos y sus valores agregados.  Realizar los informes del proyecto final y entregar su empaque y stickers reglamentarios, desarrollando el listado de operaciones, cálculo de tiempos de mecanizado y planos técnicos de sus partes y del ensamble del producto. EVALUACION  Realizar un ejercicio de aplicación de un diseño y realizar los listados de procedimientos, cálculos solicitados y planos técnicos.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO INGENIERÍA EN PRODUCCION GUÍA DE APRENDIZAJE TEMA: FACILITADOR:

MÁQUINAS Y HERRAMIENTAS (torno paralelo) JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTION ENERGETICA INGENIERO ELECTROMECÁNICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMATICOS DE CONTROL

TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA INTRODUCCION En los procesos mecánicos uno de los principales es el de trabajar piezas cilíndricas, como ejes, soportes de rodamientos, tuberías, tornillos, pines soportes, la maquinaria para realizar dicho proceso es el torno paralelo en el se realizan diversas labores necesarias para el mundo industrial. Conocer sobre el torno paralelo nos permite conocer los procesos la terminología y las características de los procesos de mecanizado necesarios para todo electromecánico.

        

LOGROS  Conceptualizar sobre las maquinas y herramientas y sus conceptos aplicados.  Identificar las herramientas de corte utilizadas en el torno paralelo.  Conocer sobre los tipos de tornos y sus aplicaciones ACTIVIDADES Por parejas identificar el nivel de conocimiento sobre torno paralelo respondiendo cuestionario. Puesta en común. Lectura del documento conceptos sobre las herramientas de mecanizado. Puesta en común sobre el documento Analizar los tipos de torno existentes y responder cuestionario sobre sus características. Realizar prácticas de mecanizado para realizar las acciones básicas cilindrado, refrentado, roscado Socialización de los ejercicios. Evaluación teórico practica sobre el torno paralelo sus herramientas y características. EVALUACION Resolver ejercicio teórico práctico en el torno paralelo y responder cuestionario sobre el tema.

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GUIA DE TRABAJO INDEPENDIENTE INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO TECNOLOGÍA EN PRODUCCION

Instituto Tecnológico Metropolitano NOMBRE DEL PROGRAMA: NOMBRE DEL DOCENTE: APOYO TÉCNICO, RECOPILACIÓN:

RECONOCIMIENTO DEL TORNO Ingeniería en producción

Javier Ernesto Castrillón Javier Castrillón

JUSTIFICACIÓN En La Industria a menudo es necesario ya sea para montajes, reparaciones o construcciones el uso de equipos de mecanizado metalmecánico, estos procesos dentro de la industria son de vital importancia por lo cual se deben entrenar las personas encargadas del mantenimiento en el uso de los equipos las normas de seguridad y la selección de los materiales para realizar procesos de mecanizado de calidad y alta duración. Los procesos de mecanizado deben reconocerse pues como una parte vital de la industria y todo electromecánico deben conocer a fondo el sector y sus características técnicas y tecnológicas.

OBJETIVOS   

Familiarizarse con el lenguaje común en el área de las maquinas y herramientas. Identificar procesos necesarios e importantes de aplicación en la carrera. Reconocer términos, conceptos y principios usados durante el proceso de formación.

CONTENIDOS   

Seguridad industrial en el taller mecánico. Materiales Torno básico y sus partes  Afilado de herramientas de corte (buril).  Procesos básicos de mecanizado(refrentado, cilindrado, avellanado)  Reconocimiento de la fresadora y sus partes  Procesos de mecanizado básicos en fresadora  Reconocimiento del torno CNC y sus partes  Procesos básicos de mecanizado en torno CNC por programación.  Reconocimiento del centro de mecanizado CNC y sus partes  Procesos básicos de mecanizado en centro de mecanizado CNC programación. BIBLIOGRAFIA

por

KRAR. STEVE F. Tecnología de las maquinas herramientas. Alfaomega Grupo Editorial. POLLACK. HERMAN. Manual de maquinas herramientas .Prentice. Hall. Naucalpan de Juárez. MEXICO. Tomo 1-2-3-4 SOLAR. Z. C. Problemas de tecnología de ajuste. Editorial EVEREST. León. ESPAÑA BARTSCH. WALTER. Herramientas maquinas y trabajo. Editorial REVERTE. S.A. Barcelona ESPAÑA. www.elprisma.com www.metalmecanica.com

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ACTIVIDAD NUMERO 1 TORNO BÁSICO: Nombres:

_______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ OBJETIVO: conocer las medidas de seguridad y las partes del torno: Solicite al laboratorista el préstamo de un torno y las herramientas de trabajo

HERRAMIENTAS DEL TORNO: -LLAVE DE COPA -LLAVE DE 17 – 19 -BURILES AFILADOS -LLAVE DE TORRETA -LLAVE DE 6 MM EXAGONAL -BROCAS DE AVELLANAR -COPA DE 3 MORDAZAS - PUNTO GIRATORIO -COPA DE 4 MORDAZAS INDEPENDIENTE -PORTA BROCA Y LLAVE MENCIONE: las principales medidas de seguridad para el uso del torno paralelo

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ACTIVIDAD NUMERO 2 TORNO BÁSICO: EL TORNO Y SUS PARTES: Con la ayuda de su manual de clase consigne la función de las principales partes del torno:

CABEZAL FIJO: ____________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ COPA DE TRES MORDAZAS: _________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ TORRETA PORTA HERRAMIENTAS ___________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CARRO TRANSVERSAL: _____________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CHARRIOT ________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________

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CABEZAL MOVIL ___________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ HUSILLO DE CILINDRADO __________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ HUSILLO DE ROSCADO _____________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ HUSILLO DE ENCENDIDO ___________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ BANDEJA _________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ DELANTAL ________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CAJA NORTON_____________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CAJA DE VELOCIDADES ____________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________

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PARTES DEL TORNO

NOMENCLATURA 1) Dial selector de avances, 2) Selectores de avance 3) Selector sentido de avance, sentido de la rosca. 4) Interruptor principal (en la parte posterior) 5) Dial selector de velocidades 6) Palanca selectora de la gama de velocidades. 7) Pulsador de marcha (motor principal) 8) Pulsador de parada (motor principal) 9) Pulsador de parada de emergencia. 10) Pulsador para soltar el freno 11) Pulsadores de la bomba de refrigeración. 12) Pulsadores de la bomba hidráulica. 13) Pulsadores de plato de potencia. 14) Tornillo de blocaje del carro superior. 15) Tornillo de blocaje del carro transversal 16) Manivela de translación del carro superior. 17) Manivela de translación del carro transversal. 18) Tornillo de blocaje del carro longitudinal. 19) Blocaje de la caña del contrapunto. 21) Volante de translación de la caña. 22) Balón de blocaje auxiliar del contrapunto. 23) Tornillo de desplazamiento del contrapunto. 24) Palanca de mando del husillo. 25) Volante de translación del carro longitudinal. 26) Mando de engrase central. 27) Regulación de disparo de avance. 28) Acoplamiento de avance. 29) Inversión del avance. 30) Acoplamiento del avance de roscado.

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1º) Bancada: Es un zócalo de fundición soportado por uno o más pies, que sirve de apoyo y guía a las demás partes principales del torno. La fundición debe ser de la mejor calidad; debe tener dimensiones apropiadas y suficientes para soportar las fuerzas que se originan durante el trabajo, sin experimentar deformación apreciable, aún en los casos más desfavorables. Para facilitar la resistencia suele llevar unos nervios centrales. Las guías han de servir de perfecto asiento y permitir un deslizamiento suave y sin juego al carro y contra cabezal. Deben estar perfectamente rasqueteadas o rectificadas. Es corriente que hayan recibido un tratamiento de temple superficial, para resistir el desgaste. A veces, las guías se hacen postizas, de acero templado y rectificado. 2º) Cabezal: Es una caja fijada al extremo de la bancada por medio de tornillos o bridas. En ella va alojado el eje principal, que es el que proporciona el movimiento a la pieza. En su interior suele ir alojado el mecanismo para lograr las distintas velocidades, que se seleccionan por medio de mandos adecuados, desde el exterior. El mecanismo que más se emplea para lograr las distintas velocidades es por medio de trenes de engranajes. Los principales sistemas empleados en los cabezales de los tornos son: 

Cabezal mono polea: El movimiento proviene de un eje, movido por una polea única. Las distintas velocidades o marchas se obtienen por desplazamiento de engranajes.



Transmisión directa por motor: En lugar de recibir el movimiento a través de una polea, lo pueden recibir directamente desde un motor. En este tipo de montaje es normal colocar un embrague, para evitar el cambio brusco del motor, al parar o invertir el sentido de la marcha. La potencia al transmitir es más directa, pues se evitan pérdidas por deslizamiento de correas.



Caja de cambios: Otra disposición muy frecuente es la colocación de una caja o cambio, situada en la base del torno; desde allí se transmite el movimiento hasta el cabezal por medio de correas. Este sistema se presta muy bien para tornos rápidos y, sobre todo, de precisión. El eje principal queda descargado de tensiones, haciendo que la polea apoye en soportes adecuados. Variador de velocidades: Para lograr una variación de velocidades, mayor que las limitadas por los mecanismos anteriores, se emplean en algunos tornos variadores de velocidad mecánicos o hidráulicos.



3º) Eje principal: Es el órgano que más esfuerzos realiza durante el trabajo. Por consiguiente, debe ser robusto y estar perfectamente guiado por los rodamientos, para que no haya desviaciones ni vibraciones. Para facilitar el trabajo en barras largas suele ser hueco. En la parte anterior lleva un cono interior, perfectamente 130 de 202

rectificado, para poder recibir el punto y servir de apoyo a las piezas que se han de tornear entre puntos. En el mismo extremo, y por su parte exterior, debe llevar un sistema para poder colocar un plato porta piezas. 4º) Contra cabezal o cabezal móvil: El contra cabezal o cabezal móvil, llamado impropiamente contrapunta, consta de dos piezas de fundición, de las cuales una se desliza sobre la bancada y la otra puede moverse transversalmente sobre la primera, mediante uno o dos tornillos. Ambas pueden fijarse en cualquier punto de la bancada mediante una tuerca y un tornillo de cabeza de grandes dimensiones que se desliza por la parte inferior de la bancada. La superior tiene un agujero cilíndrico perfectamente paralelo a la bancada y a igual altura que el eje del cabezal. En dicho agujero entra suavemente un manguito cuyo hueco termina, por un extremo en un cono Morse y, por el otro, en una tuerca. En esta tuerca entra un tornillo que puede girar mediante una manivela; como este tornillo no puede moverse axialmente, al girar el tornillo el manguito tienen que entrar o salir de su alojamiento. Para que este manguito no pueda girar, hay una ranura en toda su longitud en la que ajusta una chaveta. El manguito puede fijarse en cualquier parte de su recorrido mediante otro tornillo. En el cono Morse puede colocarse una punta semejante a la del cabezal o bien una broca, escariador, etc. Para evitar el roce se emplean mucho los puntos giratorios. Además de la forma común, estos puntos giratorios pueden estar adaptados para recibir diversos accesorios según las piezas que se hayan de tornear. 5º) Carros: En el torno la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado carro. La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la profundidad de pasada adecuada y, también, poder moverse con el movimiento de avance para lograr la superficie deseada. Las superficies que se pueden obtener son todas las de revolución: cilindros y conos, llegando al límite de superficie plana. Por tanto, la herramienta debe poder seguir las direcciones de la generatriz de estas superficies. Esto se logra por medio del carro principal, del carro transversal y del carro inclinable. A) Carro principal: Consta de dos partes, una de las cuales se desliza sobre la bancada y la otra, llamada delantal, está atornillada a la primera y desciende por la parte anterior. El delantal lleva en su parte interna los dispositivos para obtener los movimientos automáticos y manuales de la herramienta, mediante ellos, efectuar las operaciones de roscar, cilindrar y refrentar. 

Dispositivo para roscar: El dispositivo para roscar consiste en una tuerca en dos mitades, las cuales por medio de una manivela pueden aproximarse hasta engranar con el tornillo patrón o eje de roscar. El paso que se construye variará según la relación del número de revoluciones de la pieza que se trabaja y del tornillo patrón.



Dispositivo para cilindrar y refrentar: El mismo dispositivo empleado para roscar podría servir para cilindrar, con tal de que el paso sea suficientemente pequeño. Sin embargo, se obtiene siempre con otro 131 de 202

mecanismo diferente. Sobre el eje de cilindrar va enchavetado un tornillo sin fin que engrana con una rueda, la cual, mediante un tren basculante, puede transmitir su movimiento a un piñón que engrana en una cremallera fija en la bancada o a otro piñón en el tornillo transversal. El tren basculante puede también dejarse en posición neutra. En el primer caso se mueve todo el carro y, por tanto, el torno cilindrará; en el segundo, se moverá solamente el carro transversal y el torno refrentará; en el tercer caso, el carro no tendrá ningún movimiento automático. Los movimientos del tren basculante se obtienen por medio de una manivela exterior. El carro puede moverse a mano, a lo largo de la bancada, por medio de una manivela o un volante. B) Carro transversal: El carro principal lleva una guía perpendicular a los de la bancada y sobre ella se desliza el carro transversal. Puede moverse a mano, para dar la profundidad de pasada o acercar la herramienta a la pieza, o bien se puede mover automáticamente para refrentar con el mecanismo ya explicado. Para saber el giro que se da al husillo y, con ello, apreciar el desplazamiento del carro transversal y la profundidad de la pasada, lleva el husillo junto al volante de accionamiento un tambor graduado que puede girar loco o fijarse en una posición determinada. Este tambor es de gran utilidad para las operaciones de cilindrado y roscado, como se verá más adelante. C) Carro orientable: El carro orientable, llamado también carro portaherramientas, está apoyado sobre una pieza llamada plataforma giratoria, que puede girar alrededor de un eje central y fijarse en cualquier posición al carro transversal por medio de cuatro tornillos. Un círculo o limbo graduado indica en cualquier posición el ángulo que el carro portaherramientas forma con la bancada. Esta pieza lleva una guía en forma de cola de milano en la que se desliza el carro orientable. El movimiento no suele ser automático, sino a mano, mediante un husillo que se da vueltas por medio de una manivela o un pequeño volante. Lleva el husillo un tambor similar al del husillo del carro transversal. Para fijar varias herramientas de trabajo se emplea con frecuencia la torre portaherramientas, la cual puede llevar hasta cuatro herramientas que se colocan en posición de trabajo por un giro de 90º. Tiene el inconveniente de necesitar el uso de suplementos, por lo cual se emplea el sistema americano, o bien se utilizan otras torretas que permiten la graduación de la altura de la herramienta, que además tiene la ventaja de que se puede cambiar todo el soporte con la herramienta y volverla a colocar en pocos segundos; con varios soportes de estos se pueden tener preparadas otras tantas herramientas.

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ACTIVIDAD NÚMERO 3 TORNO BÁSICO: OPERACIONES BASICAS: OBJETIVO: con el buril afilado y la pieza preparada siguiendo las instrucciones del instructor consignadas en un plano técnico practicar las operaciones básicas del torno para la realización de una pieza. REFRENTADO: Se obtiene una superficie plana y a escuadra con el eje de la maquina, además da la longitud requerida Datos requeridos: -Velocidad de corte del material -revoluciones por minuto (RPM) -avance 0,2 mm/rev -Tiempo estimado (2 min.) Normas de seguridad: -usar gafas de seguridad

AVELLANADO: Perforación, que ayuda para obtener una superficie de apoyo cuando se trabaja entre copa y punto. Datos requeridos: -Revoluciones por minuto según Tamaño de broca -Avance manual -Tiempo estimado (2 min.) Norma de seguridad: -usar gafas -Tener precaución al aproximar la broca al material

CILINDRADO: Es quitar material en su diámetro hasta dejarlo con las dimensiones requeridas según plano, existen dos tipos. -Cilindrado de desbaste -Cilindrado de acabado. Datos requeridos -Velocidad de corte para desbaste y acabado -RPM, para desbaste y acabado -Avance automático para desbaste acabado -Numero de pasadas por corte -Tiempo de trabajo RANURADO: Su propósito es realizar una muesca, se realiza al final de una rosca, al lado de un resalte o para mejorar apariencia. Datos necesarios: -Velocidad de corte para rasurado (1/2 de la velocidad de corte de desbaste) -RPM -Avance manual automático

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CONICIDAD: Es la disminución del diámetro a lo largo del eje, sirve para proporcionar un amarre en elementos mecánicos están normalizados según su función.

Datos requeridos -Velocidad de corte de acabado -RPM -Inclinación del carro -Avance manual

INCLINACION DEL CARRO (I) I = Tg D–d 2L

D: Diámetro mayor del cono d: Diámetro menor del cono L: Longitud del cono

ROSCADO: Es labrar un surco helicoidal cobre una superficie cilíndrica o cónica, puede ser triangular, cuadrada o trapezoidal. Datos requeridos -Velocidad de corte de roscado (1/4 de la velocidad de desbaste) -RPM -Tipo de rosca (milímetros o pulgadas) -Numero de pasadas

ACTIVIDAD FINAL: Describa el orden de acciones para realizar una pieza de las siguientes características en el torno a partir de del material indicado: Material resina plástica

Orden de operaciones:

1._____________________________________________________________ 2._____________________________________________________________ 3._____________________________________________________________ 4._____________________________________________________________

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GUIA DE TRABAJO INDEPENDIENTE INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO TECNOLOGÍA EN PRODUCCIÓN

Instituto Tecnológico Metropolitano

AFILADO DE BURILES

NOMBRE DEL PROGRAMA: NOMBRE DEL DOCENTE: APOYO TÉCNICO, RECOPILACIÓN Y REVISION:

Tecnología en producción

Javier Ernesto Castrillón /Javier Castrillón

JUSTIFICACIÓN En La Industria a menudo es necesario ya sea para montajes, reparaciones o construcciones el uso de equipos de mecanizado metalmecánico, para el trabajo con estas herramientas de mecanizado o procesos por arranque de viruta se necesita conocer sobre las herramientas que permiten su trabajo estas son conocidas como herramientas de corte y existen de diferentes clases. Una herramienta de corte es un cuerpo cuya disposición permite penetrar un material y transformarlo desprendiendo partes de este, normalmente son de materiales más duros que el que se va a trabajar y están normalizados y dependiendo del tipo de operación.

OBJETIVOS   

Familiarizarse con el lenguaje común en el área de las maquinas y herramientas. Identificar procesos necesarios e importantes de aplicación en la carrera. Reconocer términos, conceptos y principios usados durante el proceso de formación.

CONTENIDOS    

Diagnostico sobre herramientas de corte. Practica Afilado de herramientas de corte (buril) en un material de hierro. Práctica Afilado de herramientas de corte (buril) en un material acero rápido. Practica aplicación de una herramienta de corte (buril ISO 401) en el maquinado de un material de plástico.(ver guía torno y planos entregados)

BIBLIOGRAFIA KRAR. STEVE F. Tecnología de las maquinas herramientas. Alfa omega Grupo Editorial. POLLACK. HERMAN. Manual de maquinas herramientas .Prentice. Hall. Naucalpan de Juárez. MEXICO. Tomo 1-2-3-4 SOLAR. Z. C. Problemas de tecnología de ajuste. Editorial EVEREST. León. ESPAÑA BARTSCH. WALTER. Herramientas maquinas y trabajo. Editorial REVERTE. S.A. Barcelona ESPAÑA. www.elprisma.com www.metalmecanica.com

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Diagnostico inicial herramientas de corte: Nombres:

_______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Responda las siguientes preguntas:

1. Que es una herramienta de corte y que tipos de herramientas existen mencione dos y porque cree que los son.

2. Que materiales se usan para las herramientas de corte menciones tres

3. Que influencia tiene el afilado en las herramientas de corte.

4. Que es un buril y cuál es su utilidad

5. Que tipos de buriles existen

6. Que características debe tener un buril

7. Cuáles son los elementos para seleccionar un buril.

8. En que influyen los ángulos de afilado en el acabado de la pieza.

9. Que diferencias existen entre los buriles de acero rápido y los buriles de insertos.

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SEGURIDAD EN EL USO DEL ESMERIL El esmeril es una máquina de desbaste por fricción y se usa para pulir diferentes piezas.  Las piedras del ITM están diseñadas para pulir aceros (no debes pulir metales como cobre, aluminio o madera) recuerda no usar elementos en las manos como anillos, cadenas, manillas u elementos que puedan causarte un accidente. Recuerda usar la piedra adecuada para el proceso adecuado  Usar siempre gafas de seguridad o pantalla protectora de la cara aunque el esmeril. Este equipado con protectores.  Nunca permita que sus dedos toquen la rueda durante su giro  Usar solamente la cara de la rueda, nunca los lados  El equipo y espere 30 segundos antes de operar.

Para el uso del esmeril usa las gafas de protección, tapones de oídos y tapabocas. Tu salud es lo más importante

Para el uso del esmeril recuerda sostener la pieza a esmerilar con ambas manos y hacer fuerza prudente recuerda que no es necesaria una presión excesiva.

En el esmeril debes desplazar la pieza de forma que se desgaste uniformemente la cara del abrasivo, lo importante es el movimiento constante y una presión pareja.

Al esmerilar piezas de alta dureza debes recordar enfriar la pieza en el recipiente de enfriamiento, para proteger la pieza del excesivo calor y evitar que el material pierda su dureza. MATERIAL REALIZADO POR: Javier Ernesto Castrillón. APOYO TÉCNICO, RECOPILACIÓN Y REVISION: Gabriel Monsalve/Javier Castrillón GRAFICOS TOMADOS DEL MANUAL DE METALMECANICA MODULO BASICO SENA 1992 modulo 3 esmerilado manual

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ACTIVIDAD Nº1 afilado de buriles ISO 401 OBJETIVO: conocer y practicar el proceso de afilado de un buril y practicar las medidas de seguridad del esmeril: Actividad nº1 

Solicite al laboratorista un pedazo de varilla de hierro de 3/8 sigua las indicaciones de su instructor y realice el afilado ISO 401 para cilindrar en la varilla realizara dos practicas una por cada extremo.



Lea las medidas de seguridad en el uso del esmeril anexas a este documento.



Sigua los siguientes pasos:

 

Solicite al laboratorista los siguientes elementos para trabajar: -Gafas de protección -Galga de afilado -Goniómetro

PROCESO DE AFILADO A continuación se explica el proceso de afilado de un buril universal, el afilado se inicia realizando la cara frontal del buril. Fig.5 Fig. 5

Luego se continúa con la cara frontal teniendo en cuenta cual debe ser su Angulo, el cual se determina con ayuda de tablas. Fig. 6

Fig. 6

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Para terminar el afilado del buril universal se realiza a este la cara superior o de salida de viruta, Fig. 7 el cual lleva un ángulo de acuerdo al tipo de material.

Fig. 7

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VALORES DE ANGULOS DE HERRAMIENTAS Material de la herramienta Acero rapido

Material mecanizado

ά 2

acero al carbono R= 50 Kg /cm acero al carbono R= 60 Kg /cm2 acero al carbono R= 70 Kg /cm2 acero al carbono R= 80 Kg /cm2 Fundición gris dura 140 HB Fundición gris dura 180 HB Bronce Aluminio, cobre latón

6° 6° 6° 6° 8° 6° 8° 10° 8°

Metal duro

γ 25° 20° 15° 10° 15° 10° 5° 30° 20°

ά 5° 5° 5° 7° 6° 7° 8° 7°

γ 12° 10° 10° 10° 8° 10° 15° 10°

ά –ANGULO DE INCIDENCIA PRINCIPAL γ- ANGULO DE DESPRENDIMIENTO EFECTIVO.

HERRAMIENTAS DE CORTE Buriles y plaquitas de carburo cubierto y no recubierto, las cuales se identifican por códigos, estos elementos se referencian por el código ISO con las series 300 para buriles de plaquitas de carburo y la serie 400 para buriles HSS (acero rápido).  Tipo de herramienta (referencia ISO)  Sentido de corte, L para movimiento a la izquierda y R para movimiento a la derecha  Dimensión del mango (altura del cuerpo).  Sección del mango (q para mango cuadrado, h para mango rectangular y r para mango redondo.  Calidad de la herramienta P, K, M  Angulo de desprendimiento ( tabla)

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FORMAS DE LAS PUNTAS DEL BURIL PARA LA NORMA ISO (Fig. 3) Tabla de normas de insertos

MATERIALES PARA HERRAMIENTAS Metal duro: Calidades ISO, Nueva denominación: P  acero, acero fundido, fundición maleable de viruta larga M  acero inoxidable K  fundición H  acero templado (materiales endurecidos) S  aleaciones termo resistentes, aleaciones de Titanio N  materiales no férreos (aluminio, bronce, plástico, madera...)

Recubrimientos:  Sin recubrir  características hta. dependen del metal duro Corte más agudo: superficies más lisas ( requisitos acabado), Tenacidad y resistencia mecánica  desbaste pesado y discontinuo < Riesgo de filo de aportación  materiales blandos (aceros al C, aleaciones no ferrosas)  Con recubrimiento (75%)  resistencia al desgaste  2-3 veces vida hta. Conjunto de Capas (520m) por PVD (deposición física al vapor) o CVD (deposición química al vapor) TiC   resistencia a Vc y Tf; base de las siguientes capas Al2O3   resistencia a reacciones químicas CV, CNb, NBC, TiN  dificulta la caracterización y el filo recrecido PRODUCTIVIDAD1 Productividad es un término muy amplio y es difícil precisar en la cadena de producción, qué factores maximizarán la relación entre los resultados (cantidad de piezas producidas) y las inversiones. Generalmente es una combinación de diversos factores los que realmente marcan la diferencia, como:  Incremento de velocidad y avance = más piezas por hora  Vida previsible de la herramienta = mecanizado seguro  Menos devoluciones = mayor calidad – más valor de los productos finales  Menos cambios de herramientas = menos tiempos de parada de la máquina  Disponibilidad de productos = reducción de inventario  Entrenamiento técnico de los usuarios = mayores conocimientos y menos piezas chatarra. 1

Libro corokey documento pdf pagina n°2

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ALGUNAS REGLAS PRÁCTICAS: Cuando se trata de una producción de piezas por arranque de virutas, hay algunas reglas básicas que tienen efecto sobre la reducción de costos.  Herramienta Una reducción significativa en el coste de herramientas, o el incremento en la vida de la herramienta sólo redundará en una disminución de un 1% del coste total por pieza.  Vida previsible de la herramienta Incremento del 50% en la vida de la herramienta solo reduce el costo total por pieza en 1%.  Aumento de la velocidad de corte Un aumento del 20% de la velocidad de corte reduce el coste total por pieza en un 15%. MAQUINABILIDAD Es la facilidad o dificultad con la que puede ser maquinado un material y se deben considerar factores como:  Vida de la herramienta: duración de la herramienta  Tipo de acabado: desbaste o acabado  Potencia de corte: fuerza que se hace al realizar un corte, en este caso el análisis se realiza para procesos de desbaste, ya que el acabado produce esfuerzos muy pequeños debido en parte a las condiciones de corte. La maquinabilidad se ve afectada en el proceso de maquinado por tres factores

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Herramienta Aceros Carbono

Características al  Son el tipo de acero más antiguo en herramientas de corte.  Son muy baratos.  Tienen buena resistencia al impacto.  Se pueden someter fácilmente a tratamientos térmicos como el templado, lográndose un amplio rango de durezas.  Se forman y rectifican con facilidad.  Mantienen su borde filoso cuando no están sometidos a abrasión intensa o a altas temperaturas.  Han sido sustituidos por otros materiales. Aceros de Alta  Son el grupo con mayor contenido de Velocidad aleaciones de los aceros.  Conservan la dureza, resistencia mecánica y filo de los aceros.  Empleando los equipos adecuados pueden ser templadas por completo con poco riesgo de distorsión o agrietamiento.  Se templan al aceite. Carburos  Tienen carburos metálicos. Cementados *  Se fabrican con técnicas de metalurgia de polvos.  Tienen alta dureza en un amplio rango de temperaturas.  Elevado módulo elástico, dos o tres veces el del acero.  No representan flujo plástico.  Baja expansión térmica.  Alta conductividad térmica.  Se emplean como insertos o puntas que se sueldan o sujetan a un vástago de acero. Se encuentran en diferentes formas, circulares, triangulares, cuadrados y otras formas.

Utilización  Brocas que trabajan a velocidades relativamente bajas.  Machuelos.  Escariadores y brochas.

     

Taladrar. Escariar. Fresar. Brochar. Machuelar. Máquinas tornillos.

Carburo Tungsteno Aglutinado Cobalto



Se emplean para mecanizar hierros fundidos y metales abrasivos no ferrosos.



Mecanizar aceros.

Opera a altas temperaturas debido a las altas velocidades de corte. Trabaja piezas de materiales con alta resistencia mecánica.



Cortar.

Son insertos normales de carburo revestidos con una capa delgada de carburo de titanio, nitruro de titanio u óxido de aluminio. Con el revestimiento se obtiene una resistencia superior al desgaste, a la vez que



Se utilizan en máquinas de herramientas rígidas, de mayor velocidad y más potentes.

de con

Carburo de Tungsteno Aglutinado con Cobalto + W: Tungsteno Solución Sólida Ti: Titanio de WC-TiC-TaCNb: Niobio NbC Carburo Titanio Aglutinante Níquel Molibdeno Carburos Revestidos

de con de y

 

 

para

fabricar

C: Carbono Ta: Tantalio

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

 Cerámicas u Óxidos

     

Diamantes cristalinos

Poli     

se mantiene la resistencia mecánica y la tenacidad. No se necesitan fluidos de corte, si se aplica debe ser en forma continua y en grandes cantidades, para evitar calentamiento y templado. Los avances suaves, las bajas velocidades y el traqueteo son dañinos. Se constituyen de granos finos de aluminio ligados entre sí. Con adiciones de otros elementos se logran propiedades óptimas. Resistencia muy alta a la abrasión. Son más duras que los carburos cementados. Tienen menor o nula tendencia a soldarse con los metales durante el corte. Carecen de resistencia al impacto. Puede ocurrir una falla prematura por desportilladura o rotura. Tienen dureza extrema. Baja expansión térmica. Alta conductividad térmica. Coeficiente de fricción muy bajo. Se liga a un sustrato de carburo.



Son eficaces para operaciones de torneado ininterrumpido a alta velocidad.



Son empleados cuando se requiere un buen acabado superficial, en particular en materiales blandos y no ferrosos, difíciles de mecanizar. Se emplea como abrasivo en operaciones de rectificado. Es adecuado para trabajar aleaciones de altas temperaturas y diversas aleaciones ferrosas. Se emplea como abrasivo en operaciones de rectificado.

 CBN  Nitruro Cúbico de Boro Cúbico    

Es el material más duro que hay en la actualidad. Se liga a un sustrato de carburo. La capa de CBN produce una gran resistencia al desgaste. Gran resistencia mecánica de los bordes. Es químicamente inerte al hierro y al níquel a altas temperaturas.





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GUIA DE TRABAJO INDEPENDIENTE INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO TECNOLOGÍA EN PRODUCCION

Instituto Tecnológico Metropolitano

Cálculos básicos y procedimientos con medidas

NOMBRE DEL PROGRAMA: NOMBRE DEL DOCENTE: APOYO TÉCNICO, RECOPILACIÓN:

ingeniería en producción

Javier Ernesto Castrillón /Javier Castrillón

JUSTIFICACIÓN En La Industria a menudo es necesario ya sea para montajes, reparaciones o construcciones el uso de equipos de mecanizado metalmecánico, uno de ellos es el torno. En esta máquina, se realiza el procedimiento de arranque de viruta y se produce al acercar una herramienta a una pieza en rotación. Al generar una revolución completa, la formación de viruta se hace continua; por lo cual definimos también la profundidad, y la velocidad de la herramienta al realizar un movimiento de avance para realizar un desbaste continuo. Según la posición de la herramienta y su movimiento frente a la pieza que rota puede ser en paralelo o no al eje de giro se obtendrán superficies cilíndricas o cónicas respectivamente. Debemos conocer el torno sus aplicaciones y como los tres movimientos, de ajuste, avance y corte nos permiten obtener diferentes acabados en la pieza.

OBJETIVOS    

Conocer y utilizar los procedimientos y operaciones del torno. Diseñar y Realizar operaciones en el torno con medidas precisas. Manejo de los diales del torno y calcular velocidades de corte, acabado, roscado y moleteado necesarias para que la pieza cumpla con las características solicitadas.. Reconocer y manejar los husillos de automáticos y roscados y aprender a regular las velocidades de avance.

CONTENIDOS  Aprender a manejar los diales del torno y a aplicar medidas al mecanizado.  Aprender a manejar los automáticos del torno para cilindrar, refrentar y como regular los avances para un buen mecanizado.  Practica cilindrado refrentado y manejo de diales y automáticos siguiendo un plano se debe entregar una pieza que cumpla las características solicitadas.  Lea el documento de apoyo y realice las operaciones sugeridas por el instructor. BIBLIOGRAFIA KRAR. STEVE F. Tecnología de las maquinas herramientas. Alfa omega Grupo Editorial. POLLACK. HERMAN. Manual de maquinas herramientas .Prentice. Hall. Naucalpan de Juárez. MEXICO. Tomo 1-2-3-4 SOLAR. Z. C. Problemas de tecnología de ajuste. Editorial EVEREST. León. ESPAÑA BARTSCH. WALTER. Herramientas maquinas y trabajo. Editorial REVERTE. S.A. Barcelona ESPAÑA. www.elprisma.com

/ www.metalmecanica.com

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CÁLCULOS Y OPERACIONES BÁSICAS DEL TORNO Para los procesos básicos realizados en el torno se deben seguir algunos cálculos que permitirán trabajar las piezas con más calidad. Estos para metros son los siguientes 

1. Velocidad de corte. Se define como la velocidad lineal en la periferia de la zona que se está mecanizando. Su elección viene determinada por el material de la herramienta, el tipo de material de la pieza y las características de la máquina. Una velocidad alta de corte permite realizar el mecanizado en menos tiempo pero acelera el desgaste de la herramienta. La velocidad de corte se expresa en metros/minuto



2. Velocidad de rotación de la pieza, normalmente expresada en revoluciones por minuto. Se calcula a partir de la velocidad de corte y del diámetro mayor de la pasada que se está mecanizando.



3. Avance , definido como la velocidad de penetración de la herramienta en el material. Se puede expresar de dos maneras: bien como milímetros de penetración por revolución de la pieza, o bien como milímetros de penetración por minuto de trabajo.



4. Profundidad de pasada: Es la distancia radial que abarca una herramienta en su fase de trabajo. Depende de las características de la pieza y de la potencia del torno.



5 Tiempo de torneado . Es el tiempo que tarda la herramienta en efectuar una pasada. 6. Potencia de la máquina: Está expresada en kW, y es la que limita las condiciones generales del mecanizado, cuando no está limitado por otros factores.



Estos parámetros están relacionados por las fórmulas siguientes:

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OPERACIONES BÁSICAS EN EL TORNO El trabajo en el torno depende de diferentes variables estas son: El material de la pieza, la herramienta y su ángulo de afilado, y las velocidades de giro de la pieza y la de avance de la herramienta. Estas variables conjugadas determinaran la apariencia final de la pieza. En el torno debemos saber si la herramienta avanza diametralmente o radialmente en el carro longitudinal. CILINDRADO

Externo

Interno

Externo

Interno

REFRENTADO

CONICIDAD

Externo

Interno

PERFILES Externo

Interno

ROSCADO

Externo

Interno

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CALCULO DE VELOCIDADES Y DATOS DE TRABAJO: Para cada tipo de proceso es necesario conocer una velocidad de trabajo: Estas son velocidad de corte, velocidad acabado, velocidad de roscado (la velocidad de moleteado o ranurado se usa la misma de roscado). Estas velocidades han sido estructuradas por los fabricantes de materiales según la herramienta a utilizar

Material Acero de máquina Acero de herramienta Hierro fundido Bronce Aluminio

Refrendado, torneado, rectificación Desbastado Acabado Roscado pies/min m/min pies/min m/min pies/min m/min 90 27 100 30 35 11 70

21

90

27

30

9

60 90 200

18 27 61

80 100 300

24 30 93

25 25 60

8 8 18

VELOCIDAD DE ROTACIÓN DE LA PIEZA La velocidad de rotación del cabezal del torno se expresa habitualmente en revoluciones por minuto (rpm). En los tornos convencionales hay una gama limitada de velocidades, que dependen de la velocidad de giro del motor principal y del número de velocidades de la caja de cambios de la máquina. En los tornos de control numérico, esta velocidad es controlada con un sistema de realimentación que habitualmente utiliza un variador de frecuencia y puede seleccionarse una velocidad cualquiera dentro de un rango de velocidades, hasta una velocidad máxima. La velocidad de rotación de la herramienta es directamente proporcional a la velocidad de corte e inversamente proporcional al diámetro de la pieza.

VELOCIDAD DE AVANCE El avance o velocidad de avance en el torneado es la velocidad relativa entre la pieza y la herramienta, es decir, la velocidad con la que progresa el corte. El avance de la herramienta de corte es un factor muy importante en el proceso de torneado. Cada herramienta puede cortar adecuadamente en un rango de velocidades de avance por cada revolución de la pieza, denominado avance por revolución (fz). Este rango depende fundamentalmente del diámetro de la pieza, de la profundidad de pasada, y de la calidad de la herramienta . Este rango de velocidades se determina experimentalmente y se encuentra en los catálogos de los fabricantes de herramientas. Además esta velocidad está limitada por las rigideces de las sujeciones de la pieza y de la herramienta y por la potencia del motor de avance de la máquina. El grosor máximo de viruta en mm es el indicador de limitación más importante para una herramienta. El filo de corte de las herramientas se prueba para que tenga un valor determinado entre un mínimo y un máximo de grosor de la viruta. La velocidad de avance es el producto del avance por revolución por la velocidad de rotación de la pieza. Al igual que con la velocidad de rotación de la herramienta, en los tornos convencionales la velocidad de avance se selecciona de una gama de velocidades disponibles, mientras que los tornos de control numérico pueden trabajar con cualquier velocidad de avance hasta la máxima velocidad de avance de la máquina.

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            

EFECTOS DE LA VELOCIDAD DE AVANCE Decisiva para la formación de viruta Afecta al consumo de potencia Contribuye a la tensión mecánica y térmica LA ELEVADA VELOCIDAD DE AVANCE DA LUGAR A: Buen control de viruta Menor tiempo de corte Menor desgaste de la herramienta Riesgo más alto de rotura de la herramienta Elevada rugosidad superficial del mecanizado. LA VELOCIDAD DE AVANCE BAJA DA LUGAR A: Viruta más larga Mejora de la calidad del mecanizado Desgaste acelerado de la herramienta Mayor duración del tiempo de mecanizado Mayor coste del mecanizado

TABLA 1. AVANCES PARA DIVERSOS MATERIALES CON HERRAMIENTAS PARA ALTA VELOCIDAD Desbastado Acabado Material Pulgadas milímetros Pulgadas 0.010 - 0.020 0.25 - 0.50 0.003 - 0.010 Acero de máquina 0.010 - 0.020 0.25 - 0.50 0.003 - 0.010 Acero de herramientas 0.015 - 0.025 0.40 - 0.065 0.005 - 0.12 Hierro fundido 0.015 - 0.025 0.40 - 0.65 0.003 - 0.010 Bronce 0.015 - 0.030 0.40 - 0.75 0.005 - 0.010 Aluminio

EL USO DE

milímetros 0.07 - 0.25 0.07 - 0.25 0.13 - 0.30 0.07 - 0.25 0.13 - 0.25

Siempre que sea posible, sólo se deben hacer dos cortes para dar el diámetro requerido: un corte de desbastado y otro de acabado. Dado que la finalidad del corte de desbastado es remover el material con rapidez y el acabado de superficie no es muy importante, se puede usar un avance basto. El corte de acabado se utiliza para dar el diámetro final requerido y producir un buen acabado de superficie; por lo tanto, se debe utilizar un avance fino. Para maquinado general, se recomiendan un avance de 0.010 a 0.015 pulg. (0.25 a 0.38 mm) para desbastar y de 0.003 a 0.005 pulg (0.076 a 0.127 mm.) para acabado fino. En la tabla 2 se indican las velocidades recomendadas para cortar diversos materiales cuando se utiliza una herramienta de acero de alta velocidad TIEMPO DE TORNEADO Es

el tiempo que tarda la herramienta en efectuar una pasada.

FUERZA ESPECÍFICA DE CORTE

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La fuerza de corte es un parámetro necesario para poder calcular la potencia necesaria para efectuar un determinado mecanizado. Este parámetro está en función del avance de la herramienta, de la profundidad de pasada, de la velocidad de corte, de la maquinabilidad del material, de la dureza del material, de las características de la herramienta y del espesor medio de la viruta. Todos estos factores se engloban en un coeficiente denominado Kx. La fuerza específica de corte se expresa en N/mm2.8 POTENCIA DE CORTE La potencia de corte Pc necesaria para efectuar un determinado mecanizado se calcula a partir del valor del volumen de arranque de viruta, la fuerza específica de corte y del rendimiento que tenga la máquina. Se expresa en kilovatios (kW). Esta fuerza específica de corte Fc, es una constante que se determina por el tipo de material que se está mecanizando, geometría de la herramienta, espesor de viruta, etc. Para poder obtener el valor de potencia correcto, el valor obtenido tiene que dividirse por un determinado valor (ρ) que tiene en cuenta la eficiencia de la máquina. Este valor es el porcentaje de la potencia del motor que está disponible en la herramienta puesta en el husillo.

Donde:     

Pc es la potencia de corte (kW) Ac es el diámetro de la pieza (mm) f es la velocidad de avance (mm/min) Fc es la fuerza específica de corte (N/mm 2) ρ es el rendimiento o la eficiencia de la máquina FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS CONDICIONES DEL TORNEADO 

Diseño y limitaciones de la pieza: tamaño, tolerancias del torneado, tendencia a vibraciones, sistemas de sujeción, acabado superficial, etc.  Operaciones de torneado a realizar: cilindrados exteriores o interiores, refrentados, ranurados, desbaste, acabados, optimización para realizar varias operaciones de forma simultánea, etc.  Estabilidad y condiciones de mecanizado: cortes intermitentes, voladizo de la pieza, forma y estado de la pieza, estado, potencia y accionamiento de la máquina, etc.  Disponibilidad y selección del tipo de torno: posibilidad de automatizar el mecanizado, poder realizar varias operaciones de forma simultánea, serie de piezas a mecanizar, calidad y cantidad del refrigerante, etc.  Material de la pieza: dureza, estado, resistencia, maquinabilidad, barra, fundición, forja, mecanizado en seco o con refrigerante, etc.  Disponibilidad de herramientas: calidad de las herramientas, sistema de sujeción de la herramienta, acceso al distribuidor de herramientas, servicio técnico de herramientas, asesoramiento técnico.  Aspectos económicos del mecanizado: optimización del mecanizado, duración de la herramienta, precio de la herramienta, precio del tiempo de mecanizado.  Aspectos especiales de las herramientas para mandrilar: se debe seleccionar el mayor diámetro de la barra posible y asegurarse una buena evacuación de la viruta. Seleccionar el menor voladizo posible de la barra. Seleccionar herramientas de la mayor tenacidad posible. Diferencias entre las formulas para sistema ingles y sistema internacional Sistema internacional Formula simplificada

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18 30 mm mm 38 mm

12 mm

Calcular la velocidad de corte para el material en cada cuerpo y escribir los resultados de la formula en este plano. La pieza es de acero para maquinaria: CS será Corte(m/min) desbaste(m/min) roscado(m/min) 27 30 11 Los avances serán: avances Corte(mm) Acabado(mm) 0.25-0.5 0.07-0.25 Calcule además el tiempo necesario para mecanizar la pieza cada cuerpo.

11 mm 11 mm 11 mm 11 mm CONTIENE: PLANOS practica cilindrado 2 DIBUJO: Javier Ernesto Castrillón En la parte posterior debe escribir el listado de operaciones (ver ejemplo) realizadas y en la pieza la tolerancia de las medidas es de 0.5 mm. Si la no cumple se debe repetir hasta que cumpla.

DOCENTE: JAVIER E. CASTRILLON ITM (Diseño y materiales)

Ingeniero Electromecánico

FECHA: Pieza nº

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LISTADO DE OPERACIONES Velocidad de rotación

(rpm)

Dibujo

Operación

Desbaste

Acabado

Vel. Avance de hta(mm/min). Desbaste

Cálculos & Observaciones

Desbaste

Acabado

Acabado

Tiempo:

# de pasadas

# de pasadas

Refrentado

Cilindrado Exterior 2

Cilindrado Exterior 2

Cilindrado Exterior

2

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PRÁCTICA Nº1 RECONOCIMIENTO DE LOS DIALES, PALANCAS DE AUTOMATICOS Y ROSCADO:

En esta práctica realizaremos el mecanizado de una pieza con unas medidas exactas debemos por lo tanto conocer estrategias de trabajo con el torno que permitan que cumplamos con las condiciones solicitadas. Observa las siguientes partes del torno.

Control de automático y roscado Caja de control de automáticos y roscados caja Norton

Siguiendo las recomendaciones de su instructor o laboratorista realice las siguientes acciones:  Active los husillos roscar en ambos sentidos y engrane el carro transversal  Active los husillos de los avances automáticos y observe el desplazamiento del carro transversal y longitudinal.  Varié las posiciones de los avances de la caja Norton y evalué avances grandes y pequeños

 Sigua el plano entregado y calcule las velocidades de corte y acabado para la pieza solicitada y mecanícela usando los automáticos y diales micrométricos para realizar las medidas (verifique estas medidas con el pie de rey). 154 de 202

ORDEN DE OPERACIONES Operación 1: refrentado: definir el numero de pasadas y el tiempo de trabajo según los avances definidos por tabla.

Operación 2: avellanado: perforar con una broca centro y ajustar el centro punto para hacer el cilindrado entre copa y punto.

Operación 2, 3, 4: cilindrar cada cuerpo hasta la medida definir el numero de pasadas y el tiempo necesario para mecanizarlo.

Operación 5: refrentado: definir el numero de pasadas y el tiempo de trabajo según los avances definidos por tabla. Darle el acabado y entregar con su respectivo plano.

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MOLETEADO

El moleteado es un proceso de conformado en frío del material mediante unas moletas que presionan la pieza mientras da vueltas. Dicha deformación produce un incremento del diámetro de partida de la pieza. El moleteado se realiza en piezas que se tengan que manipular a mano, que generalmente vayan roscadas para evitar su resbalamiento que tendrían en caso de que tuviesen la superficie lisa. El moleteado se realiza en los tornos con unas herramientas que se llaman moletas, de diferente paso y dibujo. Un ejemplo de moleteado es el que tienen las monedas de 50 pesos, aunque en este caso el moleteado es para que los invidentes puedan identificar mejor la moneda. El moleteado por deformación se puede ejecutar de dos maneras:  

Radialmente, cuando la longitud moleteada en la pieza coincide con el espesor de la moleta a utilizar. Longitudinalmente, cuando la longitud excede al espesor de la moleta. Para este segundo caso la moleta siempre ha de estar biselada en sus extremos.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO METROPOLITANO INGENIERÍA EN PRODUCCIÓN DISEÑO Y MATERIALES GUÍA DE APRENDIZAJE 7 TEMA: FACILITADOR:

SOLDADURA JAVIER ERNESTO CASTRILLÓN FORERO. MAGISTER EN GESTION ENERGETICA INDUSTRIAL INGENIERO ELECTROMECÁNICO ESPECIALISTA EN SISTEMAS AUTOMÁTICOS DE CONTROL TECNÓLOGO EN ELECTROMECÁNICA

INTRODUCCIÓN Todo electromecánico debe conocer a profundidad el sector en el cual esta enmarcada su profesión y la soldadura es una de las áreas más necesarias para un electromecánico debido a su gran campo de aplicación en el medio y su uso continuo para el mantenimiento. Conocer los campos de conocimiento como materiales, equipos y condiciones seguras de trabajo hacen de la soldadura un área de aprendizaje fundamental para todo electromecánico.   

LOGROS Familiarizarse con el lenguaje común en el área de la soldadura SMAW. Identificar procesos necesarios e importantes de aplicación en la carrera. Reconocer términos, conceptos y principios usados durante el proceso de formación.

CONTENIDOS Fundamentos de los procesos de soldadura Componentes del arco eléctrico Precauciones para el uso de los equipos de arco eléctrico Proceso y selección de recursos(maquinas, regulaciones, electrodos) Soldadura SMAW EVALUACIÓN  Resolver ejercicios sobre las procesos de soldadura y realizar prácticas del uso de los equipos de soldadura tipo SMAW     

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PROCESOS DE SOLDADURA

En La Industria a menudo es necesario ya sea para montajes, reparaciones o construcciones el uso de equipos de soldadura, estos procesos dentro de la industria son de vital importancia por lo cual se deben entrenar las personas encargadas del mantenimiento en el uso de los equipos las normas de seguridad y la selección de los materiales para realizar soldaduras de calidad y alta duración. Como soldadores debemos realizarnos algunas preguntas básicas antes de iniciar cualquier reparación:     

¿Qué tipo de metal voy a soldar? ¿Qué tipo de equipo debo utilizar? ¿Qué cantidad de corriente debo usar? ¿Qué electrodo debo elegir? ¿Qué precauciones debo tener?

Muy a menudo un electromecánico debe tener a su cargo personal de mantenimiento y debe saber que sugerencias realizar a los mismos acerca del proceso de soldadura a usar y las precauciones pre y post proceso según la maquinaria el metal y las condiciones a las que estará sometido. Naturalmente la elección adecuada de estos procesos nos permitirá garantizar la calidad de una reparación y sugerirle a un usuario como proceder para evitar daños posteriores.

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DESCRIPCIÓN HISTÓRICA El término soldadura lo podemos definir como la unión mecánicamente resistente de dos o más piezas metálicas diferentes. La primera manifestación de ello, aunque poco tiene que ver con los sistemas modernos, se remonta a los comienzos de la fabricación de armas. Los trozos de hierro por unir eran calentados hasta alcanzar un estado plástico, para ser así fácilmente deformados por la acción de golpes sucesivos (forjado). Mediante un continuo golpeteo se hacía penetrar parte de una pieza dentro de la otra. Luego de repetitivas operaciones de calentamiento, seguidos de un martilleo intenso, se lograba una unión satisfactoria. Este método, denominado “caldeado”, se continuó utilizando hasta no hace mucho tiempo, limitando su uso a piezas de acero forjable, de diseño sencillo y de tamaño reducido. Los diversos trozos o piezas metálicas que se deseen fijar permanentemente entre si, deben ser sometidas a algún proceso que proporcione uniones que resulten lo más fuertes posibles. Es aquí cuando para tal fin, los sistemas de soldadura juegan un papel primordial.

El calor necesario para unir dos piezas metálicas puede obtenerse a través de distintos medios. Podemos definir dos grandes grupos. Los sistemas de calentamiento por combustión con oxígeno de diversos gases (denominados soldadura por gas), y los de calentamiento mediante energía eléctrica (por inducción, arco, punto, etc.). Las uniones logradas a través de una soldadura de cualquier tipo, se ejecutan mediante el empleo de una fuente de calor (una llama, un sistema de inducción, un arco eléctrico, etc.). Para rellenar las uniones entre las piezas o partes a soldar, se utilizan varillas de relleno, denominadas material de aporte o electrodos, realizadas con diferentes aleaciones, en función de los metales a unir. En la soldadura, las dos o más piezas metálicas son calentadas junto con el material de aporte a una temperatura correcta, entonces fluyen y se funden conjuntamente. Cuando se enfrían, forman una unión permanente. La soldadura así obtenida, resulta tan o más fuerte que el material original de las piezas, siempre y cuando la misma esté realizada correctamente. (Manual de Soldadura - Pedro Claudio Rodríguez)

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Resulta dificultoso determinar con exactitud en que país y en que momento se han desarrollado ciertas técnicas de soldadura en particular, ya que la experimentación ha sido simultánea y continua en diversos lugares. Aunque los trabajos con metales han existido desde hace siglos, los métodos tal cual como los conocemos hoy, datan desde el principio de este siglo. En 1801, el inglés Sir H. Davy descubrió que se podía generar y mantener un arco eléctrico entre dos terminales. En 1835, E. Davey, en Inglaterra, descubrió el gas acetileno, pero para dicha época su fabricación resultaba muy costosa. Recién 57 años después (1892), el canadiense T. L. Wilson descubrió un método económico de fabricación. El francés H. E. Chatelier, en 1895, descubrió la combustión del oxígeno con el acetileno, y en 1900, los también franceses E. Fouch y F. Picard desarrollaron el primer soplete de oxiacetileno. En el año 1881, el francés De Meritens logró con éxito soldar diversas piezas metálicas empleando un arco eléctrico entre carbones, empleando como suministro de corriente acumuladores de plomo. Este fue el puntapié inicial de muchas experiencias para intentar reemplazar el caldeado en fragua por este nuevo sistema. La gran dificultad hallada para forjar materiales ferrosos con elevado contenido de carbono (aceros), motivó diversos trabajos de investigación de parte de los ingenieros rusos S. Olczewski y F. Bernardos, los que resultaron exitosos recién en el año 1885. En dicho año se logró la unión en un punto definido de dos piezas metálicas por fusión. Se utilizó corriente continua, produciendo un arco desde la punta de una varilla de carbón (conectada al polo positivo) hacia las piezas a unir (conectadas al polo negativo). Dicho arco producía suficiente calor como para provocar la fusión de ambos metales en el plano de unión, que al enfriarse quedaban mecánicamente unidos. El operario comenzaba el trabajo de soldadura apoyando el electrodo de carbón, el que estaba provisto de un mango aislante, sobre la parte por soldar hasta producir chisporroteo, y alejándolo de la pieza hasta formar un arco eléctrico continuó. Para lograr dicho efecto, se debía aplicar una diferencia de potencial suficiente para poder mantener el arco eléctrico a una distancia relativamente pequeña. Una vez lograda la fusión de los metales en el punto inicial de contacto, se comenzaba el movimiento de traslación del electrodo hacia el extremo opuesto, siguiendo el contorno de los metales por unir, a una velocidad de traslación uniforme y manteniendo constante la longitud del arco producido, lo que es equivalente a decir mantener fija la distancia entre el electrodo y la pieza. Las experiencias que necesariamente se realizaron para determinar las condiciones óptimas de trabajo para lograr una unión metálica sin defectos, permitieron verificar desde aquel entonces que con el arco eléctrico se podía cortar metal o perforarlo en algún sitio deseado. Los trabajos de soldadura efectuados no eran eficientes, ya que resultaba difícil gobernar el arco eléctrico, debido a que este se generaba en forma irregular. Continuando con los ensayos en función de obtener mejores resultados, se obtuvo un éxito concluyente al invertir la polaridad de los electrodos (pieza conectada al positivo), debido a que en estas condiciones el arco no se genera desde cualquier

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punto del electrodo de carbón, sino sólo desde la punta, es decir, en el mismo plano de la unión. El comportamiento del arco, según la polaridad elegida, llevó en 1889 al físico alemán, el doctor H. Zerener, a ensayar un tipo de soldadura por generación de un arco eléctrico entre dos electrodos de carbón. Como bajo estas condiciones no se lograba buena estabilidad en el arco producido, adicionó un electroimán, el cual actuaba sobre el mismo dirigiéndolo magnéticamente en el sentido deseado. Ello producía sobre el arco eléctrico un efecto de soplado. Por este motivo se denominó a este tipo de soldadura por arco soplado, encontrándose interesantes aplicaciones en procesos automáticos para chapas de poco espesor. El flujo del arco se regulaba con facilidad, variando la corriente de excitación Ie del electroimán, y por ende variando el campo magnético producido (fig. 1.1). El arco eléctrico resultante era de gran estabilidad. Los dos electrodos de carbón (1) y el electroimán (2) eran parte de un solo conjunto portátil. El metal utilizado como aporte surgía de una tercer varilla metálica (3), la cual se ubicaba por debajo del arco, más cerca de la pieza. Con el calor producido, se fundía el metal de base (5) conjuntamente con el aporte de la varilla, generando la unión (4).

Este sistema fue utilizado industrialmente por primera vez en el año 1899 por la firma Lloyd & Lloyd de Birmingham (Inglaterra), para soldar caños de hierro de 305 mm de diámetro, los que luego de soldados eran capaces de soportar una prueba hidráulica de 56 atmósferas.

Fig. 1.2 Soldadura por arco con electrodos metálicos

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Se trabajaba empleando 3 dínamos de 550 Amperes cada uno y con un potencial de 150 Volts, los cuales cargaban una batería de 1.800 acumuladores Plantè, destinados a proveer una fuerte corriente en un breve lapso de tiempo. En los Estados Unidos, en 1902, la primer fábrica que comenzó a utilizar industrialmente la soldadura por arco con electrodo de carbón fue The Baldwin Locomotive Works. El excesivo consumo de electrodos de carbón y el deseo de simplificar los equipos de soldadura, hicieron que en el año 1891, el ingeniero ruso N. Slavianoff sustituyera los electrodos de carbón por electrodos de metal (fig. 1.2). Este cambio produjo mejoras en las uniones de los metales (a nivel metalográfico), al evitar la inclusión de partículas de carbón (aportadas por los mismos electrodos antes utilizados) dentro de la masa de metal fundido, y luego retenidas en la misma al solidificarse. El método Slavianoff, con algunas mejoras técnicas implementadas en 1892 por el estadounidense C. L. Coffin (quien logró desarrollar el método de soldadura por puntos), ha sido usado hasta la fecha y es la soldadura por arco conocida en la actualidad. A partir de las determinaciones de Slavianoff se continuaron empleando indistintamente electrodos de carbón y/o metálicos.

En el año 1910 se abandonó definitivamente el electrodo de carbón. Se comenzaron a utilizar electrodos de hierro sin recubrir, pero se obtuvieron resultados deficientes debido a la poca resistencia a la tracción y a su reducida ductilidad. La nociva acción de la atmósfera (oxidación acelerada por el calentamiento) sobre los electrodos sin recubrir durante la formación del arco, llevó a los investigadores a tratar de solucionar dichos inconvenientes. Una de las primeras experiencias en busca de evitar dicho problema, se debió a los ensayos realizados por Alexander, quien pensó en eliminar la acción perniciosa del oxígeno que rodeaba al arco, haciendo que este último se produjera en una atmósfera de gas protector (fig. 1.3 en pág. 5), donde se observa el metal base a soldar (1), el porta electrodo con el electrodo ubicado (2), y el abastecimiento de gas (3). Alexander ensayó con diversos gases, logrando buenos resultados con el metanol, pero este requería de un complejo equipamiento, por lo que lo hacía poco viable. Retomando y modificando la idea original de Alexander, en 1907 O. Kjellberg,

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revistió los electrodos con material refractario aglomerado, rodeando el electrodo con una sustancia sólida que poseía idéntico punto de fusión que el metal de aporte. Al producirse el arco eléctrico, ambas, se fundirían simultáneamente, formando una cascarilla sobre el metal fundido brindando la adecuada protección contra el oxígeno del ambiente en la etapa de enfriamiento. En 1908, N. Bernardos desarrolló un sistema de electroescoria que se volvió muy popular en su momento.

Los electrodos fusionables, fueron mejorados nuevamente en 1914 por su creador, el sueco O. Kjellberg junto al inglés A. P. Strohmenger. Quedaron constituidos por una varilla de una aleación metálica (metal de aporte) y un recubrimiento especial a base de asbesto, tal como los que se utilizan en la actualidad (fig. 1.4). En 1930, los estadounidenses H. M. Hobart y P. K. Devers desarrollaron el sistema de soldadura con gas inerte, y basado en ello, el doctor Orving Langmuir, ideó la soldadura atómica de hidrógeno. En ésta, el arco Fig. 1.5 Soldadura atómica con atmósfera de H2 (Método Langmuir) se produce entre dos electrodos insolubles de tungsteno, en una atmósfera de hidrógeno soplando sobre el arco.

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En la figura 1.5 se observa la fuente eléctrica (5), la provisión de hidrógeno a presión (4), los electrodos de tungsteno (3), el material de aporte (2) y el material a soldar (1). Por acción térmica, el hidrógeno molecular se descompone en hidrógeno atómico, el que vuelve a su estado primitivo una vez atravesado el arco, transfiriendo el calor de recombinación a las piezas por soldar. Este método se emplea en la actualidad para soldar chapas delgadas. Una variedad del sistema anterior, fue desarrollado en 1942 por el norteamericano R. Meredith (creador del soplete para TIG) y en 1948 por diversos ingenieros (desarrollo del sistema MIG), incluyen las soldaduras por arco en atmósfera de helio o argón, ambos gases inertes que alejan el oxígeno de la zona por soldar. En estos casos, el gas rodea al electrodo de tungsteno, mientras un electrodo o varilla (en caso de ser necesario), provee el metal de aporte o de relleno (fig. 1.6).

Este sistema se utiliza para soldar con éxito aleaciones de magnesio y algunas aleaciones livianas. Los progresos logrados en la industria electrónica, permitieron utilizar dichos adelantos para desarrollar así la soldadura por resistencia (a tope, continua y por puntos); la soldadura por inducción para materiales conductores del calor; la soldadura dieléctrica para los no conductores y, finalmente, la alumino-térmica, que resulta una combinación de un sistema de calentamiento con el procedimiento Slavianoff. La variedad de aplicaciones industriales de los sistemas de soldadura llegaron a un grado tal que inclusive han sustituido en la mayoría de los casos al tradicional forjado y remachado. No solamente significaba una operación más sencilla y rápida, sino que la eliminación del remachado permitió reducir el peso de las construcciones metálicas, al simplificar sus estructuras. La soldadura asegura

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una reducción de costos apreciable con respecto a los métodos de construcción y reparación empleados antiguamente. Se han resuelto problemas de estanqueidad y rigidez, eliminándose las vibraciones (de difícil resolución en uniones remachadas). La soldadura eléctrica usada en la actualidad, era desconocida a fines del siglo pasado. Muchas circunstancias influyeron en el extraordinario desarrollo adquirido por la misma. La carrera armamentista, potencializó el desarrollo en los centros de investigación científicos y técnicos, estudios que se cristalizaron en las novedades utilizadas por las distintos países durante la Segunda Guerra Mundial. Alcances Se comprenderá ahora que las aplicaciones de la soldadura, en general, son ilimitadas. No basta con conocer sólo las normas para aplicarlas, sino que resulta necesario ahondar en los principios que rigen los distintos fenómenos que se producen en la estructura metalográfica. La soldadura en general intimida a mucha gente, aunque no debería ser así. Resulta bastante simple su ejecución, siempre que se sepa sacar ventaja del efecto que la temperatura produce sobre cada metal en particular. El principal secreto radica en ser metódico respecto a los procedimientos a seguir. La habilidad del operario para realizar algún tipo de soldadura luego de una extensa práctica y prueba, dependerá de la coordinación que el mismo tenga entre su mano y la vista. Si la coordinación es buena, no se tendrán mayores problemas para poder aprender y ejecutar buenos trabajos en esta área.

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Tipos de procesos de soldadura Existen diferentes clases de procesos de soldadura: se mencionan procesos de soldaduras blandas hasta 450º de temperatura y duras por encima de esta. Proceso:

SMAW (shield metal arc welding) soldadura por arco revestido

Esta soldadura usa electrodos Usos: soldadura de mantenimiento Soldadura industrial Procesos metálicos Proceso:

GMAW (gas metal arc welding) soldadura por arco con gas y Metal. MIG MAG Mig:

gas inerte. Mag: metal activo gas Esta soldadura usa electrodos continuos mig electrodo delgado mag electrodos gruesos Usos: Fabricación de auto partes Fabricación de productos en serie Proceso:

Proceso:

Proceso:

Proceso:

Proceso:

GTAW (gas tugsteno arc welding) soldadura por arco y tugsteno

La llaman proceso de argòn, usa electrodos externos Usos: union de piezas de acero inoxidable Fabricación de equipos de acero inoxidable FCAW (fundent cored arc welding) soldadura fluxcord Soldadura por arco con alma fundente Esta soldadura usa electrodos tubulares con un alma fundente Usos: El proceso es utilizado para soldar aceros al carbono y de baja aleación, aceros inoxidables y fundiciones de hierro. También se lo usa para soldadura de punto (tipo spot) en juntas solapadas de chapas tanto como para plaqueado (cladding) y recargues duros superficiales. A su vez, ha encontrado amplia aplicación en fabricación en planta, en mantenimiento y en trabajo de campo. SAW (submerged arc welding) soldadura por arco sumergido Esta soldadura usa el arco voltaico es mantenido debajo de un fundente granular. El fundente provee completa protección del metal fundido y, por lo tanto, se obtienen soldaduras de alta calidad. Usos: Se la utiliza para construcción de barcos o tubos de acero de grandes diámetro o de tanques. OFW (oxigen fuel welding) soldadura por combustible y oxigeno Esta soldadura usa un combustible acelerado por oxigeno este combustible es un gas y puede ser acetileno(OAW) metano(OMW) o propano(OPW), que generan dependiendo de su mezcla con el oxigeno una reacción química de un llama de diferente longitud y temperatura y se le agrega un electrodo de aporte externo y un fundente según el material. Usos: procesos de mantenimiento, soldaduras de tuberías y laminas y procesos más simples como corte de piezas. existen otros procesos como la soldadura de estaño y la soldadura por resistencia y la soldadura por punto las cuales no usan equipos especializados y se realizan por aumentos de temperatura momentáneos y la unión por fusión superficial de los materiales, y la de estaño que es

usada para unión de piezas que no requieren exagerada tracción.

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SEGURIDAD EN SOLDADURA AL ARCO Cuando se realiza una soldadura al arco durante la cual ciertas partes conductoras de energía eléctrica están al descubierto, el operador tiene que observar con especial cuidado las reglas de seguridad, a fin de contar con la máxima protección personal y también proteger a las otras personas que trabajan a su alrededor. En la mayor parte de los casos, la seguridad es una cuestión de sentido común. Los accidentes pueden evitarse si se cumplen las siguientes reglas:

5. Zapatos de seguridad, que cubran los tobillos para evitar el atrape de salpicaduras. 6. Gorro, protege el cabello y el cuero cabelludo, especialmente cuando se hace soldadura en posiciones. IMPORTANTE: Evite tener en los bolsillos todo material inflamable como fósforos, encendedores o papel celofán. No use ropa de material sintético, use ropa de algodón. Para mayor información ver:

Protección Personal Siempre utilice todo el equipo de protección necesario para el tipo de soldadura a realizar. El equipo consiste en: 1. Máscara de soldar, protege los ojos, la cara, el cuello y debe estar provista de filtros inactínicos de acuerdo al proceso e intensidades de corriente empleadas. 2. Guantes de cuero, tipo mosquetero con costura interna, para proteger las manos y muñecas. 3. Delantal de cuero, para protegerse de salpicaduras y exposición a rayos ultravioletas del arco. 4. Polainas y casaca de cuero, cuando es necesario hacer soldadura en posiciones verticales y sobre cabeza, deben usarse estos aditamentos, para evitar las severas quemaduras que puedan ocasionar las salpicaduras del metal fundido.

Protección de la vista La protección de la vista es un asunto tan importante que merece consideración aparte. El arco eléctrico que se utiliza como fuente calórica y cuya temperatura alcanza sobre los 4.000° C, desprende radiaciones visibles y no visibles. Dentro de estas últimas, tenemos aquellas de efecto más nocivo como son los rayos ultravioletas e infrarrojos. El tipo de quemadura que el arco produce en los ojos no es permanente, aunque sí es extremadamente dolorosa. Su efecto es como “tener arena caliente en los ojos”. Para evitarla, debe utilizarse un lente protector (vidrio inactínico) que ajuste bien y, delante de éste, para su protección, siempre hay que mantener una cubierta de vidrio transparente, la que debe ser sustituida inmediatamente en caso de deteriorarse. A fin de asegurar una completa protección, el lente protector debe poseer la densidad adecuada al proceso e intensidad de corriente utilizada. La siguiente tabla le ayudará a seleccionar el lente adecuado:

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Guía para seleccionar la densidad del lente filtro

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Seguridad soldadora

al

usar

una

máquina

Antes de usar la máquina de soldar al arco debe guardarse ciertas precauciones, conocer su operación y manejo, como también los accesorios y herramientas adecuadas. Para ejecutar el trabajo con facilidad y seguridad, debe observarse ciertas reglas muy simples: MAQUINA SOLDADORA (Fuente de Poder) Circuitos con Corriente: En la mayoría de los talleres el voltaje usado es 220 ó 380 volts. El operador debe tener en cuenta el hecho que estos son voltajes altos, capaces de inferir graves lesiones. Por ello es muy importante que ningún trabajo se haga en los cables, interruptores, controles, etc., antes de haber comprobado que la máquina ha sido desconectada de la energía, abriendo el interruptor para des energizar el circuito. Cualquier inspección en la máquina debe ser hecha cuando el circuito ha sido des energizado.

Cambio del Rango de Amperaje: En las máquinas que tienen 2 o más escalas de amperaje no es recomen-dable efectuar cambios de rango cuando se está soldando, esto puede producir daños en las tarjetas de control, u otros componentes tales como tiristores, diodos, transistores, etc. En máquinas tipo clavijeros no se debe cambiar el amperaje cuando el equipo está soldando ya que se producen serios daños en los contactos eléctricos, causados por la aparición de un arco eléctrico al interrumpir la corriente.

Circuito de Soldadura: Cuando no está en uso el porta electrodos, nunca debe ser dejado encima de la mesa o en contacto con cualquier otro objeto que tenga una línea directa a la superficie donde se suelda. El peligro en este caso es que el porta electrodo, en contacto con el circuito a tierra, provoque en el transformador del equipo un corto circuito. La soldadura no es una operación riesgosa si se respetan las medidas preventivas adecuadas. Esto requiere un conocimiento de las posibilidades de daño que pueden ocurrir en las operaciones de soldar y una precaución habitual de seguridad por el operador.

Línea a Tierra: Todo circuito eléctrico debe tener una línea a tierra para evitar que la posible formación de corrientes parásitas produzca un choque eléctrico al operador, por ejemplo, llegue a poner una mano en la máquina. Nunca opere una máquina que no tenga su línea a tierra. Cambio de Polaridad: El cambio de polaridad se realiza para cambiar del electrodo de positivo (polaridad invertida) El cambio de polaridad se realiza para cambiar el polo del electrodo de positivo (polaridad invertida) a negativo (polaridad directa). No cambie selector de polaridad si la máquina está operando, ya que al hacerlo saltará arco eléctrico en los contactos del interruptor, destruyéndolos. Si su máquina soldadora no tiene selector de polaridad, cambie los terminales cuidando que ésta no esté energizada.

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Seguridad Soldadura

en

operaciones

de

Condiciones ambientales que deben ser consideradas: Riesgos de Incendio: Nunca se debe soldar en la proximidad de líquidos inflamables, gases, vapores, metales en polvo o polvos combustibles. Cuando el área de soldadura contiene gases, vapores o polvos, es necesario mantener perfectamente aireado y ventilado el lugar mientras se suelda. Nunca soldar en la vecindad de materiales inflamables o de combustibles no protegidos. Ventilación: Soldar en áreas confinadas sin ventilación adecuada puede considerarse una operación arriesgada, porque al consumirse el oxígeno disponible, a la par con el calor de la soldadura y el humo restante, el operador queda expuesto a severas molestias y enfermedades. Humedad: La humedad entre el cuerpo y algo electrificado forma una línea a tierra que puede conducir corriente al cuerpo del operador y producir un choque eléctrico. El operador nunca debe estar sobre una poza o sobre suelo húmedo cuando suelda, como tampoco trabajar en un lugar húmedo. Deberá conservar sus manos, vestimenta y lugar de trabajo continuamente secos.

Seguridad en Soldadura de tanques Soldar recipientes que hayan contenido materiales inflamables o combustibles es una operación de soldadura extremadamente peligrosa. A continuación se detallan recomendaciones que deben ser observadas en este tipo de trabajo: a) Preparar el tanque para su lavado: La limpieza de recipientes que hayan contenido combustibles debe ser efectuada sólo por personal experimentado y bajo directa supervisión. No debe emplearse hidrocarburos clorados (tales como tricloro etileno y tetracloruro de carbono), debido a que se descomponen por calor o radiación de la soldadura, para formar fosfógeno, gas altamente venenoso. b) Métodos de lavado: La elección del método de limpieza depende generalmente de la sustancia contenida. Existen tres métodos: agua, solución química caliente y vapor. c) Preparar el estanque para la operación de soldadura: Al respecto existen dos tratamientos: • Agua • Gas CO2-N2 El proceso consiste en llenar el estanque a soldar con alguno de éstos fluidos, de tal forma que los gases inflamables sean desplazados desde el interior. EMBED Photoshop.Image.7 \s

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Prácticas generales de seguridad 

Entrénese y lea las instrucciones antes de trabajar en la máquina o soldar o cortar. Lea las Hojas de Datos de Seguridad de Materiales para los metales, consumibles, y recubrimientos.



Use anteojos de seguridad aprobados con resguardos laterales hasta debajo de su careta o un protector para la cara y durante todo el tiempo en el área de trabajo.

Una descarga eléctrica de un electrodo de soldar o el alambrado puede matarle. Protéjase



El humo o gases provenientes de la soldadura pueden ser peligrosos a su salud. Soldé en un lugar ventilado



El soldar puede causar fuego o explosión. No realice soldadura sobre líquidos inflamables



Los rayos del arco pueden quemar sus ojos y piel. Use la careta adecuada



Partes calientes puedan causar quemaduras severas. Use guantes.

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Soldadura tipo SMAW Descripción del Proceso El sistema de soldadura Arco Manual, se define como el proceso en que se unen dos metales mediante una fusión localizada, producida por un arco eléctrico entre un electrodo metálico y el metal base que se desea unir. La soldadura al arco se conoce desde fines del siglo pasado. En esa época se utilizaba una varilla metálica descubierta que servía de metal de aporte. Pronto se descubrió que el oxígeno y el nitrógeno de la atmósfera eran causantes de fragilidad y poros en el metal soldado, por lo que al núcleo metálico se le agregó un revestimiento que al quemarse se gasificaba, actuando como atmósfera protectora, a la vez que contribuía a mejorar notablemente otros aspectos del proceso.

El electrodo consiste en un núcleo o varilla metálica, rodeado por una capa de revestimiento, donde el núcleo es transferido hacia el metal base a través de una zona eléctrica generada por la corriente de soldadura. El revestimiento del electrodo, que determina las características mecánicas y químicas de la unión, está constituido por un conjunto de componentes minerales y orgánicos que cumplen las siguientes funciones: 1. Producir gases protectores para evitar la contaminación atmosférica y gases ionizantes para dirigir y mantener el arco. 2. Producir escoria para proteger el metal ya depositado hasta su solidificación. 3. Suministrar materiales desoxidantes, elementos de aleación e hierro en polvo.

Fig. El circuito básico para soldadura con arco.

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EQUIPO ELÉCTRICO BÁSICO PARA SOLDADURA POR ARCO En la soldadura, la relación entre la tensión o voltaje aplicado y la corriente circulante es de suma importancia. Se tienen dos tensiones. Una es la tensión en vacío (sin soldar), la que normalmente está entre 70 a 80 Volt. La otra es la tensión bajo carga (soldando), la cual puede poseer valores entre 15 a 40 Volt. Los valores de tensión y de corriente variarán en función de la longitud del arco. A mayor distancia, menor corriente y mayor tensión, y a menor distancia, mayor corriente con tensión más reducida. El arco se produce cuando la corriente eléctrica entre los dos electrodos circula a través de una columna de gas ionizado llamado “plasma”. La circulación de corriente se produce cumpliendo el mismo principio que en los semiconductores, produciéndose una corriente de electrones (cargas negativas) y una contracorriente de huecos (cargas positivas). El “plasma” es una mezcla de átomos de gases neutros y excitados. En la columna central del “plasma”, los electrones, iones y átomos se encuentran en un movimiento acelerado, chocando entre sí en forma constante. La parte central de la columna de “plasma” es la más caliente, ya que el movimiento es muy intenso. La parte externa es más fría, y está conformada por la recombinación de moléculas de gas que fueron disociadas en la parte central de la columna. Los primeros equipos para soldadura por arco eran del tipo de corriente constante. Han sido utilizados durante mucho tiempo, y aún se utilizan para Soldadura con Metal y Arco Protegido (SMAW siglas del inglés Shielded Metal Arc Welding), y en Soldadura de Arco de Tungsteno con Gas (GTAW siglas del inglés Gas-Tungsten Arc Welding), porque en procesos es muy importante tener una corriente estable. Para lograr buenos resultados, es necesario disponer de un equipo soldadura que posea regulación de corriente, que sea capaz de controlar la potencia y que resulte de un manejo sencillo y seguro. Podemos clasificar los equipos para soldadura por arco en tres tipos básicos: 1. Equipo de Corriente Alterna (CA). 2. Equipo de Corriente Continua (CC). 3. Equipo de Corriente Alterna y Corriente Continua combinadas. Ahora detallaremos uno por uno los equipos enunciados previamente. 1. Equipo de Corriente Alterna: Consisten en un transformador. Transforman la tensión de red o de suministro (que es de 110 ó 220 Volt en líneas monofásicas, y de 380 Volt entre fases de alimentación trifásica) en una tensión menor con alta corriente. Esto se realiza internamente, a través de un bobinado primario y otro secundario devanados sobre un núcleo o reactor ferromagnético con entrehierro regulable. 2. Equipo de Corriente Continua: Se clasifican en dos tipos básicos: los generadores y los rectificadores. En los generadores, la corriente se produce por la rotación de una armadura (inducido) dentro de un campo eléctrico. Esta corriente alterna trifásica inducida es captada por escobillas de carbón, rectificándola y convirtiéndola en corriente Continua. Los rectificadores son equipos que poseen un transformador y un puente rectificador de corriente a su salida.

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3. Equipo de Corriente Alterna y Corriente Continua: Consisten en equipos capaces de poder proporcionar tanto CA como CC. Estos equipos resultan útiles para realizar todo tipo de soldaduras, pero en especial para las del tipo TIG ó GTAW. Es importante en el momento de decidirse por un equipo de soldadura, tener en cuenta una serie de factores importantes para su elección. Uno de dichos factores es la corriente de salida máxima, la que estará ligada al diámetro máximo de electrodo a utilizar. Con electrodos de poco diámetro, se requerirá de menor amperaje (corriente) que con electrodos de mayor diámetro. Una vez elegido el diámetro máximo de electrodo, se debe tener en cuenta el Ciclo de Trabajo para el cual fue diseñado el equipo. Por ejemplo, un equipo que posee un ciclo de trabajo del 30 % nos está indicando que si se opera a máxima corriente, en un lapso de 10 minutos, el mismo trabajará en forma Continua durante 3 minutos y deberá descansar los 7 minutos restantes. En la industria, el ciclo de trabajo más habitual es de 60 %.

Ignorar el Ciclo de Trabajo, puede traer problemas de producción por excesivos tiempos muertos o bien terminar dañando el equipo por sobrecalentamiento excesivo. Se deberá tener en cuenta que al trabajar con bajas tensiones y muy altas corrientes, todos los posibles falsos contactos que existan en el circuito, se traducirán en calentamiento y pérdida de potencia. Para evitar dichos inconvenientes, se mencionan posibles defectos a evitar, a saber: 1. Defectos en la conexión del cable del electrodo al equipo. 2. Sección del cable de electrodo demasiado pequeña, ocasionando sobrecalentamiento del mismo. 3. Fallas en el conductor (roturas, envejecimiento, etc.). 4. Defectos en la conexión del cable del equipo al porta electrodo. 5. Porta electrodo defectuoso (falso contacto). 6. Falso contacto entre el porta electrodo y el electrodo. 7. Sobrecalentamiento del electrodo. 8. Longitud incorrecta del arco. 9. Falso contacto entre las partes o piezas a soldar. 10. Conexión defectuosa entre la pinza de tierra y la pieza a soldar. 11. Sección del cable de tierra demasiado pequeña. 12. Mala conexión del cable de tierra con el equipo. Una vez analizados hasta aquí los aspectos eléctricos, veremos ahora las características de los electrodos. La medida del electrodo a utilizar depende de los siguientes factores: 1. Espesor del material a soldar. 2. Preparación de los bordes o filos de la unión a soldar.

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3. La posición en que se encuentra la soldadura a efectuar (plana, vertical, horizontal, sobre la cabeza). 4. La pericia que posea el soldador. El amperaje a utilizar para realizar la soldadura dependerá de: 1. Tamaño del electrodo seleccionado. 2. El tipo de recubrimiento que el electrodo posea. 3. El tipo de equipo de soldadura utilizado (CA; CC directa e inversa). Los electrodos están clasificados en base a las propiedades mecánicas del tipo de metal que conformará la soldadura (fig. 2.3; denominado como núcleo de alambre), del tipo de cobertura o revestimiento que posea, de la posición en que el mismo deba ser utilizado y del tipo de corriente que se le aplicará al mismo. Las especificaciones requieren que el diámetro del núcleo de alambre no deberá variar en más de 0,05 mm de su diámetro, y el recubrimiento deberá ser concéntrico con el diámetro del alambre central. Durante años, el sistema de identificación fue utilizar puntos de colores cerca de la zona de amarre al porta electrodo (zona sin recubrimiento). En la actualidad, algunas especificaciones requieren de un número clasificatorio o código, el que se imprime sobre el revestimiento la cobertura, cerca del final del electrodo (fig. 2.4).

A pesar de ello, el código de colores se encuentra aún en uso en electrodos de poco diámetro, en los que no permite imprimir códigos por no tener el espacio suficiente, o en electrodos extrudados con alta velocidad de producción. Todos los electrodos para hierro, acero al carbono y acero aleado son clasificados con un número de 4 ó de 5 dígitos, antepuestos por la letra E. Los dos primeros números indican la resistencia al estiramiento mínima del metal depositado en miles de psi (del inglés Pound per Square Inch; libra por pulgada cuadrada). El tercer dígito indica la posición en la cual el electrodo es capaz de realizar soldaduras satisfactorias: (1) Cubre todas las posiciones posibles. (2) Para posiciones Plana y Horizontal únicamente. El último dígito indica el tipo de corriente que debe usarse y el tipo de cobertura. Todos estos datos se detallan en forma grupal en la Tabla 2.1 y Tabla 2.2. Por ejemplo, un electrodo identificado con E7018 nos está indicando una resistencia al estiramiento de 70.000 psi mínimo, capaz de poderse utilizar en todas las posiciones de soldadura con CC (corriente positiva) ó CA, teniendo una cobertura compuesta de polvo de hierro y bajo hidrógeno. En el caso de números identificatorios de cinco cifras, daremos el ejemplo de E11018, en el cual los tres primeros números indican la resistencia al estiramiento mínima, que en este caso es de 110.000 psi. Se puede tener una

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terminación compuesta de una letra y un número (por ejemplo A1; B2; C3; etc.), la cual indica aproximadamente el contenido de la aleación del acero depositado mediante el proceso de soldadura. Este valor también se encuentra detallado en la Tabla 2.1. La forma de clasificar los electrodos es la norma AWS A5.1. Esta norma utiliza medidas inglesas. La norma CSA W48-1M 1980 utiliza como medidas el sistema internacional SI. Por lo tanto, la resistencia a la tracción en el sistema CSA se expresa en kiloPascales (kPa) o megaPascales (MPa). En el caso del electrodo E7024, la resistencia a la tracción de 70.000 psi equivale a 480.000 kPa ó 480 MPa. Con la especificación CSA.

El E7024 se expresa como E48024. En ambos casos, las características del electrodo deberán ser las mismas. La diferencia en la nomenclatura responde a distintos tipos de unidades entre las normas AWS y CSA. Se podrá comprobar en la práctica que la cobertura del electrodo para soldadura por arco posee una gran influencia sobre los resultados obtenidos. El tercero y el cuarto dígito en una designación de electrodos de cuatro números (el cuarto y el quinto en una de cinco números) le informa al soldador experimentado sobre las características de uso. Las funciones de la cobertura de un electrodo son las siguientes, a saber:  Proveer una máscara de gases de combustión que sirvan de protección al metal fundido para que no reaccione con el oxígeno y el nitrógeno del aire.  Proveer un pasaje de iones para conducir corriente eléctrica desde la punta del electrodo a la pieza, ayudando al mantenimiento del arco.  Proveer material fundente para la limpieza de la superficie metálica a soldar, eliminando a los óxidos en forma de escorias que serán removidas una vez terminada la soldadura. 176 de 202



Controlar el perfil de la soldadura, en especial en las soldaduras de filete o esquineras.  Controlar la rapidez con que el aporte del electrodo se funde.  Controlar las propiedades de penetración del arco eléctrico.  Proveer material de aporte, el cual se adiciona al que se aporta del núcleo del electrodo.  Adicionar materiales de aleación en caso que se requiera una composición química determinada. Algunos de los componentes de la cobertura del electrodo que producen vapores o gases de protección bajo la acción del calor del arco eléctrico son materiales celulósicos, como algodón de celulosa o madera en polvo. Los gases producidos son dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrógeno y vapor de agua. Los componentes de la cobertura que tienen por finalidad evitar los óxidos en la soldadura son el manganeso, el aluminio y el silicio. Las coberturas son aprovechadas para incluir elementos en aleación con el material de aporte o de relleno. De hecho, el polvo de hierro es muy utilizado en las coberturas de los electrodos para soldadura por arco. Dando otro ejemplo, la cobertura de un electrodo puede ser el proveedor de metales tales como manganeso, cromo, níquel y molibdeno, los que una vez fundidos y mezclados con el alma de acero del electrodo forman una aleación durante el proceso de soldadura. Debido a las composiciones químicas que los electrodos poseen en su superficie, pueden absorber humedad del ambiente. Por dicho motivo, es recomendable almacenar los mismos en lugares secos, libres de humedad. Igualmente, existen hornos eléctricos para el secado previo de los electrodos, para asegurarse de esta forma que las condiciones del aporte son las óptimas.

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ELECTRODOS RECUBIERTOS PARA LA SOLDADURA POR ARCO METÁLICO El sistema de soldadura eléctrica con electrodo recubierto se caracteriza, por la creación y mantenimiento de un arco eléctrico entre una varilla metálica llamada electrodo, y la pieza a soldar. El electrodo recubierto está constituido por una varilla metálica a la que se le da el nombre de alma, generalmente de forma cilíndrica, recubierta de un revestimiento de sustancias no metálicas, cuya composición química puede ser muy variada, según las característica que se requieran en el uso, y el resultado de la soldadura: En la fig Nº1 se muestra de manera esquematizada las distintas partes que forman un arco eléctrico para la soldadura al arco con electrodo recubierto.

Fig N º 1 El recubrimiento en los electrodos juega un gran número de funciones, y que pueden resumirse en las siguientes: Función eléctrica del recubrimiento Función física de la escoria Función metalúrgica del recubrimiento

Función eléctrica del recubrimiento: La estabilidad del arco para la soldadura depende de una amplia serie de factores entre los que se encuentra el estado de ionización de los gases que constituyen el arco. Para lograr una buena ionización se añaden al revestimiento del electrodo productos químicos denominados sales, cuya tensión de ionización es baja y su poder termoiónico elevado; tales son las sales de sodio, potasio y bario. Los recubrimientos, también suelen tener productos que favorecen el cebado y mantenimiento del arco tales como los silicatos, los carbonatos, los óxidos de hierro y óxidos de titanio. Función física de los recubrimientos: La función física de los recubrimientos de los electrodos es la de facilitar la soldadura en las diversas posiciones en que puede ser necesario ejecutarla.

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Cuando se realiza una soldadura de techo el recubrimiento tiene una importancia fundamental para el transporte de las gotas del metal de aportación fundido hasta la unión soldada, estos electrodos tienen un recubrimiento cuyo componente característico es la celulosa, cuya descomposición da una mezcla de gases reductores, principalmente hidrogeno, que se descompone en hidrogeno atómico. Estos electrodos se conocen como volátiles permiten soldar en todas las posiciones, y dan una cierta penetración gracias a la reacción, con gran desprendimiento de calor del hidrogeno. Función metalúrgica de los recubrimientos: Además de las funciones de estabilizar y facilitar el funcionamiento eléctrico del arco y de contribuir física mente a la mejor formación del cordón, el recubrimiento tienen una importancia decisiva en la calidad de la soldadura. Una de las principales funciones metalúrgicas de los recubrimientos de los electrodos, es proteger el metal de la oxidación, primero aislándolo de la atmósfera oxidante que rodea el arco y después recubriéndolo con una capa de escoria mientras se enfría y solidifica. CLASIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS SEGÚN LA NATURALEZA DE SU RECUBRIMIENTO. La clasificación mas corrientemente empleada distingue los siguientes grupos: Electrodos volátiles. Electrodos ácidos. Electrodos a base de oxido de titanio, o Electrodos de rutilo. Electrodos básicos. Electrodos de gran rendimiento Los electrodos volátiles ya se explico en el párrafo anterior su función. Electrodos ácidos: Los recubrimientos de esta clase de electrodos están constituidos principalmente por mezclas de oxido de hierro y sílice, a las que se añade en algunos casos oxido de manganeso o ferro manganeso. Este tipo de recubrimiento protege los electrodos dando un arco muy estable, y haciendo posible un buen funcionamiento, tanto con corriente alterna, como continua, así como que la tensión de cebado del arco sea baja Electrodos a base de óxido de titanio o Electrodos de rutilo: Él oxido de titanio del recubrimiento tiene como misión reforzar la acción de sus otros componentes, y estabilizar el arco, estos electrodos son utilizados en todas las posiciones, en soldadura vertical se puede hacer un cordón de buena calidad, las características mecánicas que se obtienen con este tipo de electrodos en la soldadura son mejores que las obtenidas con los electrodos ácidos. Electrodos básicos: Los electrodos básicos tienen el recubrimiento constituido principalmente por carbonatos, como es el carbonato de calcio y el de magnesio, cuya misión es entre otras reforzar el poder reductor del manganeso, silicio, y titanio. Los electrodos básicos permiten obtener soldaduras de alta velocidad, y en todas las posiciones, con un alargamiento y una resiliencia* muy elevadas, sin embargo el aspecto del cordón es mas bombeado y rugoso que el que se obtiene con electrodos ácidos Cuando se utilizan con corriente continua, el polo positivo debe conectarse al electrodo.

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Electrodos de gran rendimiento: Estos electrodos son llamados así por el hecho de que el metal depositado por fusión es superior a la del alma del electrodo. Los electrodos de gran rendimiento son fabricados con una adición de polvo de hierro en la composición del revestimiento, este revestimiento es ácido, de gran espesor, con un rendimiento de 1,60 a 1,80 veces mas que el peso del alma del electrodo, este tipo de electrodos solo se pueden utilizar en soldaduras horizontales. También existen electrodos de gran rendimiento, con revestimiento básico, y dan un rendimiento de 1,20 veces el peso del alma del electrodo, este tipo de electrodos tienen la ventaja de permitir realizar soldaduras en todas las posiciones, con características similares a las que se obtienen con electrodos básicos de revestimiento normal.

*Resiliencia es un ensayo que se hace a los cordones de soldadura rompiendo por choque una probeta rectangular con una entalla, de forma que el choque tienda a doblarla en sentido opuesto a la entalla, en la Fig Nº 2 se muestra una probeta tipo “ Mesnager “ para un ensayo de resiliencia. La soldadura debe estar en la parte central de la probeta, y la entalla se mecaniza en el cordón, ya sea por la parte de la V del chaflán, o en el vértice de la V. Por tanto la resistencia mide la TENACIDAD del material

CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE UNA UNIÓN SOLDADA: La aptitud de una unión soldada, para resistir diferentes tipos de solicitaciones mecánicas, se verifica realizando ensayos mecánicos para la determinación de sus características. Los principales ensayos mecánicos que se realizan a las uniones soldadas son:  RESISTENCIA A LA TRACCIÓN  RESISTENCIA AL PLEGADO  RESISTENCIA AL CHOQUE EFECTOS DE LA DILATACIÓN EN LA SOLDADURA: En las soldaduras se produce el fenómeno de la dilatación, debido a la alta temperatura que alcanzan las piezas en la zona de soldadura, este fenómeno de la dilatación no tendría ninguna importancia si se produjese el calentamiento en toda la pieza, y de modo 180 de 202

uniforme, pues sé dilataría toda a la vez, y al enfriarse se contraería, volviendo a las dimensiones primitivas. Pero en la soldadura solo se calienta una parte de la pieza: la que rodea la zona soldada, y este calentamiento se produce en un solo punto de la pieza, y durante un breve espacio de tiempo, y esto hace que durante la soldadura se estén produciendo dilataciones y contracciones independientes, en distintas partes de la pieza, lo que origina deformaciones externas: Y si a las piezas no les es posible deformarse, lo que se originan, son tensiones internas. Tensiones internas: Las tensiones internas son esfuerzos que se producen en el interior del material, y son de mayor peligrosidad que las deformaciones originadas por la dilatación, las tensiones son invisibles, y pueden llegar a producir grietas y roturas. La formación de grietas y fisuras no debe temerse en la soldadura de aceros dulces, o con poco contenido en carbono, ya que estos se deforman fácilmente, y cuando se enfrían rápidamente sufren escasa variación en su dureza. El peligro de que las tensiones internas, nos provoquen grietas o roturas, esta, cuando soldamos aceros, con alto contenido en carbono, si esto es así, tenemos que hacer un precalentado de las piezas, y soldarlas calientes, y luego dejar que se enfríen lentamente. También podemos tener grietas en los cordones de soldadura, si el metal de aportación no es el adecuado, no se puede soldar cualquier acero, con cualquier electrodo. Utilización de corriente continua y alterna en la soldadura de electrodo revestido: La soldadura con electrodo revestido puede realizarse utilizando fuentes de alimentación de corriente continua o de corriente alterna. A continuación veremos las características particulares de cada tipo de corriente, continua y alterna. Características y aspectos importantes de la soldadura con electrodo revestido y con corriente continúa. Caída de tensión en los cables: Es importante que los cables sean lo más cortos posible, para evitar caídas de tensión, y evitar sobrecarga de la fuente de alimentación. Intensidades bajas: La soldadura con corriente continua es más recomendable que la corriente alterna en la utilización de bajas intensidades para la soldadura de electrodos de pequeño diámetro. Electrodos: En corriente continua pueden utilizarse toda clase de electrodos revestidos. Cebado del arco: Generalmente el cebado del arco con electrodos de pequeño diámetro es más fácil de cebar con corriente continua que con corriente alterna. Mantenimiento de un arco corto: En corriente continua es más fácil mantener un arco corto. Soplado de arco: La corriente continua es muy susceptible al soplado del arco, especialmente en los extremos de los cordones, y en esquinas.La soldadura en posiciones de soldadura no óptimas favorece la aparición de soplados de arco que a su vez favorecen las salpicaduras de soldadura.

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Posiciones de soldeo: La corriente continua es adecuada para soldar en cualquier posición. Polaridad: Es importante tener en cuenta la polaridad en el circuito de soldadura, con corriente continua, ya que las características de la soldadura son distintas dependiendo de la polaridad que utilicemos. En la Fig Nº 3 se presentan los dos tipos posibles de conexión. Es importante tener en cuenta que la polaridad directa es cuando tenemos conectado el electrodo al polo negativo, y la polaridad inversa, es cuando tenemos el electrodo conectado al polo positivo. Polaridad directa: Puede utilizarse con todos los tipos de electrodos, excepto con los de bajo hidrogeno (básicos). El rendimiento es mayor que con polaridad inversa, la penetración es más extendida y menos profunda que con polaridad inversa, lo que origina menores tensiones de contracción y menores distorsiones. Polaridad inversa: Produce la máxima penetración para unas condiciones de soldadura determinadas, en comparación con el uso de polaridad directa, en las mismas condiciones. La corriente de soldadura es el factor determinante de la penetración. La polaridad inversa es la mejor elección, para pasadas de raíz, y soldaduras en todas las posiciones.

Fig Nº 3 Soldadura con electrodo revestido con corriente alterna: El rendimiento de la soldadura en corriente alterna, y la penetración son intermedios con respecto a los obtenidos con corriente continua, polaridad directa o polaridad inversa.

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A continuación se presentan algunas características específicas de la soldadura con corriente alterna. Caída de tensión: La soldadura con corriente alterna permite utilizar cables más largos que en la soldadura con corriente continua, pero se tiene que tener cuidado de que los cables no estén enrollados cuando sé esta soldando, ya que los campos magnéticos producen sobrecargas de la fuente de alimentación. Cebado del arco: El cebado del arco con corriente alterna es más dificultoso al soldar con electrodos de pequeño diámetro, a no ser que estén diseñados para ser usados en bajos voltajes de circuitos abiertos. Mantenimiento del arco cortó: El mantenimiento del arco corto es más difícil que en el caso de la soldadura con corriente continua, excepto cuando se suelda electrodos de polvo de hierro, en el revestimiento: Electrodos de gran rendimiento, al final de la página Nº 2 se explica que son los electrodos de gran rendimiento. Soplado del arco: Es muy raro que se produzca, debido a la naturaleza reversible de la corriente, y consecuentemente, de los campos magnéticos inducidos. Salpicaduras: Debido a la naturaleza pulsada de la corriente alterna, se producen más salpicaduras que en corriente continua. Posiciones: Con corriente alterna es posible soldar en cualquier posición. Soldadura de grandes espesores: Dado que el soplado del arco es casi inexistente, es posible utilizar electrodos de gran diámetro con altas intensidades, lo que produce una gran cantidad de material depositado. Limite de fatiga en las piezas soldadas: Se dice que una pieza está sometida a fatiga cuando sobre ella están actuando esfuerzos alternativos—o sea: esfuerzos en distinto sentido, o de intensidad variable. Estos esfuerzos tienen más gravedad que los esfuerzos continuos, y por ello deben tenerse en cuenta como caso aparte. Una gran mayoría de los componentes de piezas, del automóvil, están sometidos a esfuerzos alternativos. Un esfuerzo de fatiga, puede ser provocado por una variación de la intensidad del esfuerzo solamente, o también por una variación del sentido del esfuerzo: pasar de ser un esfuerzo de compresión, a ser un esfuerzo de torsión (por ejemplo). Un soporte motor de un coche, cuando este está rodando normalmente, por una carretera con buen firme, está sometido a un esfuerzo de fatiga a la torsión vertical, si en ese momento el coche, frena de improviso, o coge un bache profundo el soporte motor pasa a recibir un esfuerzo de torsión horizontal. La diferencia entre la resistencia en el caso de esfuerzos alternados, y mantenidos, es mucho más notable, que la diferencia entre la resistencia en el caso de esfuerzos repetidos y mantenidos, o lo que es lo mismo, una pieza sometida a esfuerzos, alternados y mantenidos se rompe antes que una pieza que esté sometida a esfuerzos, repetidos y mantenidos. La resistencia de materiales dúctiles sometidos a esfuerzos variables depende de varios factores, que en el caso de esfuerzos extáticos no tienen 183 de 202

apenas importancia Entre estos factores tienen especial importancia, las entallas, rayas, rugosidades, de la superficie del material, golpes pronunciados. Cualquier defecto de los reseñados, en una pieza sometida a esfuerzos variables, puede disminuir él limite de fatiga en un 20 % o más. Elasticidad: Cuando un cuerpo se somete a un esfuerzo, el cuerpo cambia de dimensiones; una pelota de goma si se pisa, una vara que se dobla al someterla a flexión, la ballesta de un automóvil, que se pone horizontal al cargarlo etc. Aunque no de forma tan visible esto sucede con todos los cuerpos sólidos cuando se les aplican fuerzas exteriores que producen esfuerzos en ellos; aunque no lo apreciemos a simple vista. Los pilares de un puente se acortan al recibir la carga que soportan, las vigas de un edificio se doblan al soportar el peso de los suelos. Si los esfuerzos a que se someten los cuerpos no son muy grandes, las deformaciones producidas en ellos desaparecen al quitar el esfuerzo. A esta propiedad de los cuerpos de deformarse por la acción de los esfuerzos y volver a recuperar su forma al cesar el esfuerzo se la llama elasticidad. Y a las deformaciones producidas por un esfuerzo que desaparecen al cesar el esfuerzo se las llama deformaciones elásticas. Carga de rotura: Una vez que un metal esta sometido al ensayo de tracción y se sobrepasa él limite elástico, el metal sigue deformándose de forma permanente, hasta que llega el punto en que el metal se parte. Este es el llamado punto de CARGA de Rotura. Coeficiente de Soldabilidad de un Acero: Para calificar la soldabilidad de un acero se emplea el llamado “coeficiente de soldabilidad” S., que es un numero que señala su mayor o menor soldabilidad. Este coeficiente está comprendido entre los límites 0 y 10, de manera que un material cuyo coeficiente de soldabilidad sea.0 es absolutamente imposible de soldar. En cambio un material cuyo coeficiente de soldabilidad fuese 10 tendría una soldabilidad perfecta. Por la fórmula: S=cxh Se puede llegar a la calificación del “coeficiente de soldabilidad” S En esta fórmula c es el “coeficiente de compacidad” y h el “grado de homogeneidad” de la unión h se define considerando dos propiedades inversas como son la resistencia, y los alargamientos. Valor del Coeficiente de Soldabilidad Metalúrgica S. Según el Porcentaje de Carbono del Acero.

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En el diagrama de la fig Nº 4 se puede ver el valor del coeficiente de soldabilidad metalúrgica S, conociendo el valor del porcentaje de carbono que contiene el acero que se está soldando. Observando el diagrama de la fig Nº 4 se llega a una primera conclusión: El valor de la soldabilidad es menor cuanto mayor es el porcentaje de carbono del acero que se suelda.

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS DE SOLDADURA: SEGÚN EL ORIGEN DE LA ENERGÍA TÉRMICA UTILIZADA. ORIGEN TERMO QUÍMICO: Soldaduras oxigas, más comúnmente conocido como soldadura oxiacetilénica. ORIGEN TERMOELÉCTRICO: Electrodos Recubiertos. Soldadura TIG. Soldadura Plasma. Arco Sumergido

Soldadura MIG/MAG.

ORIGEN TERMOMECÁNICO: Soldadura por Fricción. Soldadura por Resistencia. Soldadura de Protuberancias. ORIGEN LUMÍNICO: Soldadura Laser SEGÚN LA NATURALEZA DEL METAL BASE Y DEL METAL DE APORTACIÓN: Soldadura Homogénea: Cuando se sueldan Metales de Base de Igual o Parecida Naturaleza. Con Materiales de Aportación Similares Soldadura Heterogénea: Cuando la Naturaleza de los Metales a Unir o del Material de Aportación son muy Diferentes. Algo de lo que está ocurriendo hoy con la gran mayoría de los componentes en la industria del automóvil: materiales cincados y galvanizados con acero normal. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS METALES FRAGILIDAD: Un sólido es frágil cuando al golpearlo se rompe con facilidad. 185 de 202

TENACIDAD: Es el caso contrario a la fragilidad. DUREZA: Un sólido es duro cuando presenta resistencia a ser rayado. MALEABILIDAD: Un sólido es dúctil cuando presenta la propiedad de poder extenderse en láminas. ELASTICIDAD: La elasticidad es la tensión máxima que un cuerpo puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes. Definición de palabras técnicas usadas en la metalurgia: Dendrito: Grupo de cristales muy pequeños que tienen formas de rama de árbol (del griego “dendron”: árbol). Homogeneidad: Un cuerpo es homogéneo cuando sus elementos son de igual naturaleza. Micrografía: Fotografía de la muestra de un material con un aumento considerable (al microscopio). Recocido: Es un tratamiento térmico que sufre el material cuando se le calienta a una temperatura determinada, dejándolo enfriar con lentitud. Normalizado: Es un tratamiento térmico que consiste en un calentamiento a una temperatura de 100 a 150º C por encima del punto crítico superior (temperatura algo más alta que la del recocido completo) seguida de un enfriamiento al aire libre hasta temperatura ambiente. Basáltico: (se refiere a estructura basáltica): Que está en capas, al igual que el basalto, una roca volcánica que se presenta en la naturaleza en esta forma. Brinell (cifra): Unidad para la medición de la dureza de un material. Varía entre los limites 0 y 600, siendo mayor la dureza cuanto mayor es la cifra Brinell. Coeficiente: Es un símbolo o cifra que representa un valor cualquiera. Así por ejemplo: la cifra que simboliza la soldabilidad. La cifra Brinell es un “coeficiente de dureza”. Energía térmica de la soldadura: Es la cantidad de calor que hay que aplicar a una unión soldada para que la soldadura se realice. Penetración: Cuando se sueldan dos piezas se busca que la penetración del metal aportado afecte a toda la longitud del cordón de soldadura. La penetración se mide en tanto %, y este tanto % de penetración suele estar recogido en las especificaciones de soldadura.

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Comenzando a soldar Antes de iniciar el arco eléctrico, Ud. debe conocer que sucederá en la punta del electrodo. Se generará una temperatura en el orden de los 3.300 y 5.550 °C entre el electrodo y la pieza a soldar. El “flux” o fundente del revestimiento se calentará transformándose en sales fundidas y en vapor. Estas protegerán al metal fundido de la acción de la atmósfera. De allí el nombre de SMAW proveniente de las siglas en inglés, ya explicado al comienzo de este capítulo. El gas de protección generado evita la acción de los gases de la atmósfera sobre la soldadura, los que habitualmente causarían incorporación de hidrógeno y porosidad entre otros defectos. Una vez que el metal fundido se solidificó, la escoria también lo hará formando una cascarilla por encima de la soldadura. Esta se podrá retirar con la ayuda de un pequeño martillo con sus terminaciones en punta llamado piqueta. Se deberá tener muy en cuenta lo siguiente. Donde se apunte o apoye la varilla de soldadura es donde irá el metal fundido. El calor junto con el metal fundido saldrá del electrodo dirigido hacia la pieza en forma de “spray”. Por ello, el electrodo se deberá dirigir donde se desea aportar metal, manteniendo a su vez el arco. La soldadura con arco protegido (SMAW) es un tipo de soldadura de uso muy común. Si bien no resulta difícil de ejecutar, requiere de mucha paciencia y práctica para poder adquirir la pericia necesaria. En una gran parte, los resultados obtenidos dependerán de la habilidad del soldador para controlar y llevar a cabo el proceso de soldadura. La calidad de una soldadura, además, dependerá de los conocimientos que este posea. La pericia solo se obtiene con la práctica. Hay seis factores importantes a tener en cuenta. Los dos primeros están relacionados con la posición y la protección del operario, y los cuatro restantes con el proceso de soldadura en sí. Los mismos están detallamos a continuación, a saber: Posición correcta para ejecutar la soldadura. Protección facial (se debe usar máscara o casco). Longitud del arco eléctrico. Angulo del electrodo respecto a la pieza. Velocidad de avance. Corriente eléctrica aplicada (amperaje).

Cuando se menciona que el soldador esté en la posición correcta, nos referimos a que se deberá estar en una posición estable y cómoda, preferentemente de pie y con libertad de movimientos (fig. 2.5).La metodología indica que los pasos correctos a seguir a manera de práctica son los detallados a continuación: 1. Colocar el electrodo en el porta electrodo. 2. Tomar el mango porta electrodo con la mano derecha en una posición cómoda. 3. Sujetarse la muñeca derecha con la mano izquierda. 4. Apoyar el codo izquierdo sobre el banco de soldadura. 5. Alinear el electrodo con el metal a soldar. 6. Usar el codo izquierdo como pivote y practicar el movimiento del electrodo a lo largo de la unión a soldar.

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Cuando se menciona que el soldador deberá tener protección facial, nos referimos al uso de máscara o casco con lentes protectores. El mismo deberá cubrir perfectamente la cara y los ojos. Existen infinidad de modelos, sin embargo, para poder disponer de las dos manos en el proceso de soldadura, resultan ideales los cascos abisagrados, los que pueden colocarse en su posición baja con un ligero cabeceo (fig. 2.6), lo que permite no alterar la posición del electrodo (de las manos) ante la pieza, previo al inicio de la soldadura. Ahora definiremos los cuatro factores importantes antes mencionados: electrodo y la pieza de metal a soldar. Se deberá mantener una distancia correcta y lo más constante posible. mantener en un ángulo determinado respecto al plano de la soldadura. Este ángulo quedará definido según el tipo de costura a realizar, por las características del electrodo y por el tipo de material a soldar. eberá procurar una velocidad de avance constante y correcta. Si la velocidad es excesiva, la costura quedará muy débil, y si es muy lenta, se cargará demasiado material de aporte. temperatura que se producirá en el arco eléctrico. A mayor corriente, mayor temperatura. Si no es aplicada la corriente apropiada, se trabajará fuera de temperatura. Si no se alcanza la temperatura ideal (por debajo), el aspecto de la costura puede ser bueno pero con falta de penetración. En cambio, si se trabaja con una corriente demasiado elevada, provocará una temperatura superior a la óptima de trabajo, produciendo una costura deficiente con porosidad, grietas y salpicaduras de metal fundido. Para formar el arco eléctrico entre la punta del electrodo y la pieza se utilizan dos métodos, el de raspado o rayado y el de golpeado. El de rayado consiste en raspar el electrodo contra la pieza metálica ya conectada al potencial eléctrico del equipo de soldadura (pinza de tierra conectada). El método de golpeado es, como lo indica su denominación, dar golpes suaves con la punta del electrodo sobre la pieza en sentido vertical. En ambos casos, se formará el arco cuando al bajar el electrodo contra la pieza, se produzca un destello lumínico. Una vez conseguido el arco, deberá alejarse el electrodo de la pieza unos 6 mm para así poder mantenerlo. Luego disminuir la distancia a 3 mm (distancia correcta para soldar) y realizar la soldadura. Si el electrodo no se aleja lo suficiente, se fundirá con la pieza, quedando pegado a ella. Ahora explicaremos como realizar costuras, ya que resultan básicas e imprescindibles en la mayor parte de las operaciones de soldadura. Los pasos a seguir son los siguientes:

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1. Ubicar firmemente las piezas a soldar en la posición correcta. 2. Tener a mano varios electrodos para soldar. Colocar uno en el porta electrodo. 3. Colocarse la ropa y el equipo de protección. 4. Regular el amperaje correcto en el equipo de soldadura y encenderlo. 5. Ubicarse en la posición de soldadura correcta e inicie el arco. 6. Mover el electrodo en una dirección manteniendo el ángulo y la distancia a la pieza. 7. Se notará que conforme avance la soldadura, el electrodo se irá consumiendo, acortándose su longitud. Para compensarlo, se deberá ir bajando en forma paulatina la mano que sostenga el porta electrodo, manteniendo la distancia a la pieza. 8. Tratar de mantener una velocidad de traslación uniforme. Si se avanza muy rápido, se tendrá una soldadura estrecha. Si se avanza muy lento, se depositará demasiado material. Resulta imprescindible realizar la máxima práctica posible sobre las técnicas de costuras o cordones. Una forma de autoevaluar si se consiguió tener un dominio del sistema de soldadura es realizar costuras paralelas sobre una chapa metálica. Si se logran costuras rectas que conserven el paralelismo sin realizar trazados previos sobre la chapa, se puede decir que ya se ha conseguido un avance apreciable sobre este tema. Se debe tener un total dominio de las costuras paralelas (fig. 2.7) para poder realizar trabajos de relleno (almohadillado) y/o reconstrucción, los que detallaremos más adelante en este mismo capítulo.

Cuando se aporta metal aplicando el sistema de arco protegido, resulta común querer realizar una soldadura más ancha que un simple cordón (sólo movimiento de traslación del electrodo). Para ello, se le agrega al movimiento de avance del electrodo (movimiento de traslación) un movimiento lateral (movimiento oscilatorio). Existen varios tipos de oscilaciones laterales (fig. 2.8). Cualquiera sea el movimiento elegido o aplicado, deberá ser uniforme para conseguir con ello una costura cerrada, y así facilitar el desprendimiento de la escoria una vez finalizada la soldadura. En la fig. 2.8 se detallan los cuatro movimientos clásicos. De los movimientos ilustrados, el de aplicación más común es el mencionado con la letra A, aunque los movimientos C y D resultan más efectivos para realizar soldaduras en metales de mayor espesor. En la fotografía de la fig. 2.9 se observan varias pruebas de soldadura realizadas con 191 de 202

distintas

corrientes

y

velocidades

de

avance.

En ella, podemos clasificar a las soldaduras de la siguiente manera, a saber: A. Costura correcta con amperaje y velocidad adecuados. B. Costura aceptable con amperaje muy bajo. C. Costura deficiente por amperaje muy elevado. D. Costura aceptable con amperaje muy bajo, ocasionando demasiado aporte metálico. E. Costura deficiente con corriente inadecuada. F. Costura correcta con muy poca velocidad de avance. Observar que la costura está muy ancha y muy alta. G. Costura deficiente con corriente adecuada pero con velocidad de avance muy elevada.

Luego de que el lector haya realizado una práctica intensiva de lo hasta ahora detallado, podemos describir las técnicas de rellenado (almohadillado) o reconstrucción. Es importante tener un dominio de las técnicas explicadas hasta aquí porque el relleno y reconstrucción requiere de capas sucesivas de soldadura (fig. 2.10). Para que el trabajo quede bien realizado, se deberá procurar evitar poros en las costuras en donde pueden quedar atrapados restos de escoria de la capa anterior.

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Esta técnica se utiliza en el relleno o reconstrucción de partes gastadas (ejes, vástagos, pistones, etc.). Se van sumando capas sucesivas de soldadura hasta llegar a la altura de relleno necesaria. Las capas entre sí deberán estar rotadas 90°, y de esta forma se logra una superficie más lisa y se limita la posibilidad de que queden poros en la capa de relleno. Cuando se realiza el relleno en las cercanías de los bordes de la pieza, el aporte de soldadura tiende a “derramarse”. Para evitar este efecto, se utilizan como límites placas de cobre o grafito sujetas al borde a rellenar. La placa puesta como límite no interviene ni se funde por los efectos del calor producido en el proceso de soldadura (fig. 2.11). Este método resulta de suma utilidad para lograr bordes de relleno rectos, ahorrando bastante trabajo de mecanizado posterior.

Ahora que ya hemos explicado los procedimientos para depositar cordones y costuras, y para realizar reconstrucciones y rellenos, podemos aplicar estos conocimientos para realizar las uniones típicas en soldadura metálica con arco protegido. Estas son cinco (fig. 2.12): A) la unión a tope, B) la unión en T, C) la traslapada, D) la unión en escuadra, y E) la de canto.

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SOLDADURA DE ARCO CON CORRIENTE CONTINUA (CC) Cuando se realizan las soldaduras con corriente alterna (CA), no se tiene polaridad definida de ninguno de los dos electrodos. En cambio, al realizarla con corriente continua (CC), existe un sentido único de circulación de corriente y los efectos de la polaridad sobre la soldadura son muy evidentes. Por lo general, la polaridad que se adopta en CC es la inversa, la cual polariza al electrodo positivamente (+) respecto a la pieza. Con esta polaridad, el electrodo toma más temperatura que la pieza, el arco comienza más prontamente, y permite utilizar menor amperaje y un arco más corto. Con la polarización inversa se tiene menor penetración que con la polarización directa. La polarización directa polariza negativamente el electrodo respecto a la pieza. Se utiliza sólo para algunos procesos particulares. Existen algunos electrodos que pueden ser utilizados en CC con polarización directa o inversa indistintamente (llamados CA/CC), mientras que otros son aptos solo para corriente continua directa. En la fig. 2.17 se observan esquemáticamente las dos polaridades posibles en la soldadura por arco en corriente continua.

En la tabla 2.3 se describen algunos de los electrodos aptos para ser usados con CC, detallando para que metal son aplicables.

Se darán a continuación indicaciones sobre las condiciones de trabajo para efectuar soldaduras de diversos materiales mediante arco protegido. Comenzaremos por los aceros al carbono. Por lo general resultan difíciles de soldar por arco las láminas de acero, ya que por tener poco espesor, suelen perforarse o quemarse. A continuación daremos una serie de indicaciones puntuales para hacer este trabajo más sencillo, a saber:  Soldar con valores de corriente bajos. Intentar con una corriente de 60 a 75 Ampere con electrodo de Ø 3 mm ó con una corriente de 40 a 60 Ampere con Ø 2,5 mm.  Mantener un arco corto (poca distancia entre la punta del electrodo y la pieza). Esto permite lograr el calor necesario para fundir el material de aporte con el de base sin excesos.  Realizar puntos de soldadura para evitar quemar o perforar el material. Esto ayudará, además, a evitar deformaciones u ondulaciones por exceso de temperatura.  Usar pinzas de anclaje, sargentos o elementos de fijación de gran superficie, permitiendo esta característica aumentar la disipación de temperatura de todo el conjunto y evitando así un “shock” térmico que pueda producir mayores deformaciones sobre el material a soldar.

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

Si todo esto falla, utilizar tiras de cobre como respaldo de la soldadura a realizar. La soldadura no se adherirá a las tiras o placas de cobre, las que podrán ser removidas una vez que la costura se haya enfriado. Para soldar con el sistema de arco protegido el acero aleado (refiriéndonos a los aceros aleados con cromo-molibdeno), se emplea una metodología similar a la utilizada con el acero al carbono. Por lo general, las costuras y los cordones realizados sobre acero aleado son propensos al agrietamiento cuando se enfrían. Esto se debe a la estructura granular que poseen los cristales de este acero. A continuación se dan algunas indicaciones para obtener buenos resultados en la soldadura por arco protegido (SMAW) del acero aleado 4130 utilizando corriente alterna (CA) para su ejecución, a saber: Cuanto más grande sea la pieza, más importante deberá ser el precalentamiento que reciba la misma previo al trabajo de soldadura. Siempre se debe tratar de soldar a una temperatura no inferior a 20 ºC, y además, se debe precalentar la zona afectada a la soldadura a una temperatura entre 90 y 150 ºC .  Precalentar la pieza con un soplete de oxiacetileno o, si el tamaño de la misma lo permite, precalentar en horno eléctrico.  Utilizar siempre electrodos E7018 para efectuar la soldadura de acero aleado tipo 4130.  Asegúrese de que la superficie a soldar esté limpia y libre de óxido, pintura y grasa. De descuidar este aspecto, se producirá sin lugar a dudas una soldadura defectuosa.  De ser posible por los espesores que la pieza posea, desbastar los bordes de la unión a soldar formando una V (llamada unión en V). Esto favorecerá a la penetración de la soldadura. Aunque no resulte común su empleo, es posible efectuar soldaduras por arco en todo tipo de aluminio (laminado, trefilado o fundido) mediante el empleo de corriente continua. El aspecto de la soldadura una vez realizada es rugosa comparada con las costuras realizadas sobre acero con este mismo sistema. Como en la soldadura de acero aleado, resulta indispensable el precalentado de la pieza entre 150 y 200 ºC previo a la soldadura. Los electrodos a utilizar deberán ser especiales para realizar este tipo de tarea. La resistencia obtenida en las soldaduras hechas por arco es de apenas un 50% de la obtenida con los sistemas de arco de tungsteno protegido por gas (TIG). Para efectuar soldaduras en acero inoxidable, no existe en particular ningún problema, y la metodología a emplear es similar a la utilizada en los procesos para aceros al carbono y aceros aleados. Las costuras obtenidas se verán con un buen aspecto siempre y cuando no tengan ningún contacto con la atmósfera. Por lo general, el revés de la soldadura aparece ennegrecida y rugosa. Este aspecto puede ser evitado mediante el uso de “flux” o fundente en pasta para que la soldadura no tenga contacto con el oxígeno de la atmósfera. Los mejores procesos para soldar acero inoxidable son el TIG y el MIG (detallados en los próximos capítulos), pero cuando no se dispone de los equipos mencionados para su realización, se pueden hacer buenos trabajos mediante la soldadura por arco protegido de corriente alterna (CA). En este caso, no es necesario realizar precalentamiento sobre la zona a soldar. Para efectuar soldaduras en hierro fundido o de colada, existen problemas para evitar las fisuras luego de la realización de la soldadura. La razón de ello es la gran rigidez que posee el material. Cuando se desea realizar una soldadura en una pieza de hierro fundido, se calienta un área pequeña, provocando su expansión. El área que no toma temperatura con el proceso de soldadura resiste dicha expansión, pero desafortunadamente, al enfriarse la zona de trabajo, pierde la batalla ya que el material es más resistente en compresión que en expansión. Por lo detallado, el área menos caliente (la que no recibe calentamiento directo por efecto de la soldadura) es la que se fisura. Por ello, resulta indispensable precalentar la pieza a soldar para de esta forma evitar fisuras en zonas cercanas a la soldadura. La temperatura deberá estar por encima de los 200 ºC (no sobrepasar los 650 ºC). Los electrodos a utilizar deberán ser los especificados para fundición. Según la American Welding Society, la codificación para los electrodos a utilizar es Est y ENI-CI. A pesar de ello y sólo a modo de comentario, el método de “Brazing” resulta mejor para ser aplicado en la soldadura de hierro colado o fundido, pero no se realiza mediante los sistemas de soldadura por arco, sino que se realiza por calentamiento a gas combustionado con oxígeno (oxiacetileno) o en horno. Si se desea tener mayor información sobre el sistema de “Brazing” y de soldaduras de bajo punto de fusión, se recomienda revisar lo descripto en el libro “Manual de Soldadura, Soldadura Oxiacetilénica o por gas” de esta misma editorial.

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