Soldadura de Estado Sólido

Soldadura de Estado Sólido Este tipo de soldadu soldadura ra se refer refere e a los procesos de unión en los cuales la usi u sió ón provi vie ene de la aplic icac ació ión n de presi sió ón so sollame men nte te,, o una combi com binac nación ión de cal calor or y pr presi esión ón.. Si se us usa a cal calor or,, la tem temper peratu atura ra de dell proceso proce so está por debajo del punto de usión de los metales que se van a soldar. No se utiliza un metal de aporte en los procesos de estado sólido. Alunos procesos de este tipo de soldadura incluye! - Soldadura por Difusión En este tipo de soldadura se colocan juntas dos superfcies bajo presión a una temperatura elevada y se produce coalescencia de las partes por medio de usión de estado sólido. El pr proc oces eso o de di diu usi sión ón es ut util iliz izad ado o pa para ra un unir ir me meta tale les s de mi mism sma a o dierente composición, para la obtención de diusión con metales de dier di eren ente te co compo mposic sició ión n se sue suele le int intro rodu ducir cir co con n r recu ecuenc encia ia en entr tre e lo los s metales a unir una peque"a capa de relleno como por ejemplo n#quel, para promover la diusión de los dos metales base. Este proceso se lleva a cabo en tres procedimientos! $. %ace %ace qu que e la las s do dos s su supe perf rfci cies es se su suel elde den n a al alta ta te temp mper erat atur ura a y presión, aplanando las superfcies de contacto, ramentando las impurezas y produciendo un área rande de contacto de átomo con átomo. &. 'na vez obtenida obtenidas s las superfcie superfcies s lo sufc sufcient ientemen emente te comprimida comprimidas s a tem tempe perat ratur uras as alt altas, as, lo los s áto átomo mos s se di diun unde den n a tr trav( av(s s de los l#mit l# mites es del r ran ano, o, est este e pa paso so sue suele le suc sucede ederr co con n mu muc) c)a a rap rapid idez ez aislando los )uecos producidos por la diusión en los l#mites del rano. *. +or +or ltimo se eliminan por completo completo los )uecos )uecos mencionado mencionados s en el seundo paso, produci(ndose una diusión en volumen, la cual es muy lenta respecto de la anterior. Este proceso de soldadura por diusión se emplea para abricar piezas complicadas en la industria aeroespacial, nuclear y electrónica, y tiene posibilidades de automatización. -esulta en un proceso muy complicado y demanda capacitación y muc)a destreza del operario. +asos producidos en la microestructura cristalina en la soldadura por diusión!

(a): Al (a): Al principio, el área de contacto es peque"a. (b): Al (b): Al aplicar presión se deorma la superfcie, aumentando el área de contacto. (c): a (c): a diusión en l#mites del rano permite contraer los )uecos. (d): +or (d): +or ltimo para la eliminación fnal de los )uecos se requiere una diusión en volumen Ventajas /apacidad de unión de metales dierentes incluyendo aquellos que son di#ciles de unir por procesos convencionales de usión. a capacidad de esquivar difcultades metalricas mediante un ensamblaje de varios materiales a trav(s de una capa intermedia de n#quel. No )a )ay y pr prob oblem lemas as de ac acces ceso o y se pu pued eden en re reali alizar zar union uniones es en pieza pi ezas s co con n reba ebajes jes pr prou ound ndos, os, )u )ueca ecas s tot totalm alment ente e cer cerrad radas as o incluso una dentro de otra. No )ay un l#mite en el nmero de uniones que se puedan realizar de una sola operación, esto nos ayuda a abaratar los costes de tiempo.

0 Soldadura por Fricción a coalescencia de las partes se obtiene mediante el calor de la ricción entre dos superfcies.

Es un proceso automático que permite soldar juntas a tope y a solape de ran lonitud y por consiuiente supera la mayor limitación del proceso convencional por ricción que consiste precisamente en la restricción de su aplicación a piezas con simetr#a de revolución. a soldadura por ricción se basa esencialmente en la utilización de una )erramienta cil#ndrica de un perfl especial, la cual se inserta entre las supe su perf rfci cies es de en encu cuen entr tro o de lo los s ma mate teri rial ales es a un unir ir co con n un una a ci cier erta ta velocidad de rotación y bajo una uerza determinada. as piezas deben estar est ar r# r#ida idamen mente te vi vincu nculad ladas as a top tope e o sup super erpu puest estas as pa para ra ev evita itarr su movi mo vimi mien ento to cu cuan ando do av avan anza za la )e )errra rami mien enta ta a lo la larro de la ju junt nta a produciendo la dispersión de los ó1idos, la plastifcación localizada del material y la soldadura. a sol solda dadu dura ra po porr ri ricci cción ón se sue suele le em empl plear ear en vo volm lmen enes es cil cil#n #ndri drico cos s como co mo pu pued eden en se serr lo los s ej ejes es de tr tran ansm smis isió ión, n, tu turb rboc ocom ompr pres esor ores es o la las s válvulas de coc)es, camiones o trenes. Ventajas No req requier uiere e coste costes s adi adicion cionales ales por porque que no nece necesita sita mate materia riall de relleno ni as protector por lo que no se producen )umos tó1icos. Es un pr proc oceso eso ba basta stante nte se seur uro o ya qu que e no se pr prod oduce ucen n ar arco cos, s, c)ispas ni llamas. 2ebido a que toda la superfcie transversal está implicada en el proce pr oceso, so, se ob obten tendr drá á un una a al alta ta re resis sisten tencia cia,, ba bajas jas ten tensio sione nes s de soldadura, las impurezas se eliminarán durante el proceso y no e1istirá porosidad. Se pueden producir eometr#as que no son posibles en la orja o la u und ndici ición ón,, a) a)or orran rando do ma mater teria iall y op opera eracio cione nes, s, re redu ducie ciendo ndo el tiempo de ciclo y aumentando la tasa de producción. - Soldadura Ultrasónica Se realiza aplicando una presión moderada entre las dos partes y un movim mo vimien iento to osc oscila ilator torio io a r recu ecuen encia cias s ult ultras rasón ónica icas s en un una a dir direcc ecció ión n paral pa ralela ela a la sup superf erfcie cie de co conta ntacto cto.. a co combi mbina nació ción n de las ue uerza rzas s normale nor males s y vib vibrato ratoria rias s pr produ oduce ce inte intensas nsas ten tension siones es que re remuev mueven en las pel#culas superfciales y se obtiene una unión atómica de las superfcies.

3ientr 3ien tras as qu que e en la un unió ión n ul ultr tras asón ónic ica a de plásticos las vibraciones de alta recuencia son usadas para incrementar la temperatura y as# lorar la plastifcación del material4 la unión ultrasónica de metales es un pr proc oceso eso com compl pleta etame mente nte di dier erent ente! e! la las s vibr vi brac acio ione nes s me mecá cáni nica cas s so son n in intr trod oduc ucid idas as )orizontalmente, las partes a ser soldadas no son calentadas )asta el punto de usión, sino que son conectadas raci r acias as a la ap aplic licaci ación ón de pr presi esión ón y vi vibr braci acion ones es mec mecán ánica icas s de al alta ta recuencia. 2urante la soldadura ultrasónica de metales, un proceso complejo es inic in icia iado do el cu cual al in invo volu lucr cra a u uer erza zas s es está táti tica cas, s, u uer erza zas s co cort rtan ante tes s de oscila osc ilació ción n y un mo moder derado ado inc incre remen mento to de tem tempe perat ratur ura a en el ár área ea a soldar. a manitud de estos actores depende del rosor de las piezas a unir, de su estructura superfcial y de sus propiedades mecánicas. a soldadura ultrasónica, es usada para conectar )ojas o alambres fnos )ec)os de metal o termoplásticos, )aci(ndolos vibrar en alta recuencia y bajo alta presión. El equipo y los m(todos implicados son similares a los de la soldadura por resistencia, pero en vez de corriente el(ctrica, la vibración proporciona la uente de ener#a. /uando /uan do se es está tán n so sold ldan ando do pl plás ásti tico cos, s, lo los s ma mate teri rial ales es de debe ben n te tene nerr similar simi lares es temp temperat eraturas uras de usió usión, n, y las vibr vibracio aciones nes son intr introdu oducida cidas s verticalmente. a soldadura ultrasónica se usa comnmente para )acer cone1iones el(ctricas de aluminio o cobre. Ventajas: •

a soldadura ultrasónica permite unir metales dierentes.

•

os tiempos de ciclo son menores a un seundo.

• •

•

•

a calidad de la soldadura es alta y uniorme. as lias son normalmente más uertes que las juntas )ec)as con soldadura o por resistencia. Necesidad moderada de )abilidad y entrenamiento del operador para producir uniones de alta calidad. No requiere de soldadura o undente.

•

•

•

No )ay ac acum umu ula laci ción ón de ca cale len nta tami mien ento to,, de mo modo do qu que e no se railizan las zonas aectadas por el calor. a conductividad el(ctrica es normalmente superior a la obtenida por cone1iones tranzadas o soldadas. 51idación o contami 51idación contaminación nación superfcial no aectan la cantidad de la cone1ión.

Desventajas: a soldadura se restrine a soldadura de solapa. No permite )acer soldaduras de cordón. Solo se pu Solo pued eden en so sold ldar ar pi piez ezas as co con n es espe peso sorres me meno norres a * mil#metros. Solo se pueden unir superfcies planas o con poca curvatura. No es adecuada para partes esta"adas. El costo de capital es más alto que el de la soldadura normal. - Soldadura Explosiva

El proceso de soldadura por e1plosión se basa en la detonación de una cara e1plosiva colocada adecuadamente y que oblia a uno de los metales que se desean soldar a precipitarse aceleradamente sobre otro. 'na de la 'na las s co cond ndic icio ione nes s u und ndam amen enta tale les s para que se realice esta soldadura es la e1istencia de un 6ujo o c)orro limpiador que viaja inmediatamente por

delante del punto de colisión en el que la velocidad de la c)apa, presión, ánulo y velocidad del punto de colisión se controlan de manera que este es te 6u 6ujo jo se sea a o orz rzad ado o a sa sali lirr de en entr tre e la las s c) c)ap apas as a al alta ta ve velo loci cida dad, d, e1pulsando ó1idos y contaminantes, dejando as# limpias las superfcies de unión. El proceso de unión de materiales dierentes mediante soldadura por e1plosión comienza por la limpieza de las superfcies a unir. Aunque el barrido de la onda e1plosiva ejerce una limpieza de las superfcies es recomendable. A continuación se coloca el material base, c)apa n7$, sobr so bre e el cu cual al se va a e1p 1plo losi sio ona narr y se le co colo loca can n un una a es espe peci cie e de peque peq ue"a "as s pl pleti etina nas s de met metal al en or orma ma de  di distr strib ibuid uidas as po porr to toda da la superfcie. Su unción es nicamente que al colocar la c)apa del otro mate ma teri rial al,, c) c)ap apa a n7 n7&, &, qu qued ede e un una a se sepa para raci ción ón co cono noci cida da y un uni ior orme me.. 2espu(s se coloca un peque"o cerco alrededor de esta 8construcción8, de orma que al colocar el polvo e1plosivo sobre la c)apa n7& quede distribuido por todos los puntos incluidos los bordes y no se caia. +or ltimo se coloca el detonador, eneralmente a media distancia de la lonitud media de la c)apa pero junto a un e1tremo 9depende de las dimensiones de la c)apa:. Al realizar la detonación, la onda e1pansiva aprieta una c)apa contra la otra creando una 8ola8 que recorre toda la c)ap c) apa. a. 2e 2ebi bido do a es esta ta,, to toda das s la las s pl plet etin inas as as as## co como mo su suci cied edad ad so son n e1pul e1 pulsad sadas as y con el ca calor lor en ener erado ado po porr la e1 e1plo plosió sión, n, lo los s ma mater teria iales les quedan unidos entre s#. Entre las reducidas aplicaciones de esta soldadura están la calderer#a, para la abricación de recipi recipientes entes a presió presión, n, y la industria el(ctrica, para la abricación de juntas de transición donde entran en jueo materiales di#cilmente soldables entre s# como el aluminio y el cobre. - Soldadura en Frio

En la soldadura en r#o, se aplica presión a las piezas mediante matrices o rollos. 2ebido a la deormación plástica que tiene luar, es necesario que al menos una de las pieza zas s a en ensa sam mblar se sea a dct ctil il 9per ero o pree pr eerib riblem lemen ente te la las s do dos:. s:. Ant Antes es de la sol soldad dadur ura, a, la inte in ter raz az es de des sra rasa sada da,, co con n ce cepi pill llo o de al alam ambr bre, e, y rotada para sacar las manc)as de ó1ido. Esta se lleva a cabo sin necesidad de ninuna usión en la interaz de unión de las dos partes a soldar. A dierencia de la soldadura por usión, los procesos de soldadura en r#o se realizan, sin que ninn l#quido 9o ase l#quida: est( presente en la articulación de las dos piezas que se sueldan.

a sol solda dadu dura ra en r# r#o o pu pued ede e ser uti utiliz lizad ada a pa para ra un unir ir pie pieza zas s pe pequ que" e"as as )ec)as de metales blandos y dctiles. as aplicaciones incluyen cables de almacenaje y cone1iones el(ctricas 9como conectores con desplazamiento de aislamiento:. - Soldadura por Forja

Es un proceso en el que se calientan las piezas a soldar a temperatura de trabajo y se olpean con martillo o )erramientas similares )asta unirlas. Su dependencia principal se basa en la )abilidad del artesano. - Soldadura por Rodillos

Se bas asa a en la pr pre esi sió ón produ duc cid ida a por rodillos que juntan las piezas avanzando )asta producir coalescencia. Entre sus aplicaciones podemos menc me ncio iona narr rev eves esti timi mien ento tos s con con ac acer ero o ino1idable, tiras bimetálicas.