Cap30

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FUERTE, SOLDADURAS CON BLANDAY PECADO ADHESIVAS UNIONES '

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C O N T E N I D OD E LC A P I T U L O

l :" '

30.1

30.2

30.3

con latón) fuerte(soldadura Soldadura uerte 3 0 . 1 . 1 U n i o n e sc o n s o l d a c l u rf a y fundentes 30.1.2 Metalesde aporte fuerte 30.1.3 Métodosde solcladura con estaño) Soldadurablanda(soldadr.¡ra al a n r l a 3 0 , 2 . 1 D i s e ñ od e u n i o n e se n l a s o l d a d u r b y fundentes 30.2.2 Soldaduras 30.2.3Métodosparasoldadurablanda U n i o n e sa d h e s i v a s 3 0 . 3 . 1 D i s e ñ od e u n i o n e s 3O.3.2Tiposde adhesivos 3 0 . 3 . 3 T e c n o l o g ídae a p l i c a c i o r r e s

ct¡cicr'it la soltlatlttrit de rrnirillque s()nsinril¿u'es tresprocesos En estecapítuloconsiderarnos blanday ttnittnesatlhesivas. tos aspectos: la soldadurafuerte,l¿tsolcladura La soldaclura fuertey la soldadurablandausannletalesrle aporte¡rarljurtlitry rrnirdos Es difícil, aunque (o más)partesmetálicascon el fin de proporcionaruna uniónpenlranente. las ¡rartesdespuésde c¡uese hu llechottna tttrióno sold¿tdttra no imposible,desensamblar bl¿ttlfuertey l¡t solditclttra de unión,la solduclttra fuerteo blanda.En el espectrode procesos sc tle eslackl s
fuerte Sección30.1/ Soldadura

771

blanda' El pegadocomparteciertas característicascon la soldadurafuerte y la soldadura para unir cercanas más superficies y dos utiliza las fuerzasde atracciónentre un metal de aporte proceso de y el metálico las partes.Las diferenciasson que el materialde aporteen el pegadono es uniórrse realizaa temperaturaanlbienteo sólo un poco más arriba.

30.1

. .

un metal de aportey se distribuye Lztxtltlttdttt.trJitcrte es un procesocleunión en el cual se funde de las partesmetálicasque sevan a unir' empalmantes rncdianteaccióncapilarentrelas superficies sólo sedenite el materialaporte' Irrrestcti¡rode soldadurano ocurrela fusiónde los metalesbase; tieneuna temel nletalde aporte,tambiénllamadoel ntetalpara soldadurafuerte, En el ¡rroceso, "F puntode fusión(sólido) rlc lirsir'rn(lítFridn)superiora 840 (450'c) peromenorque el lx.r.¿rtuftr formacorrectay la operaciónde sol¿c los ,lct¿rle,lri rc .¡uesevan a unir.Si la unióll sediseñaen la unión con soldaclurafuerte serámás resistenteque el claclurafirerte se ejecutaadecuaclamente, Estenotableresultadosedebea los pequeños melalcleaporte,l"ique sefonnó trasla solidificación. metalúrgicaque ocurreentrelos meespaci.slibresentrelaspartesen la soldadurafuerte,a la unión que imponena la unión las partesbase' talesbasey cleaportey u tu, limitacionesgeornétricas cott la soldadurapor fusión: l) puerle llerte tienevariasventajasen comparaciótr Lu s.lcl¿rtlur¿r parasoldadurafuertepueden cua¡¡¡iel.¡retal, inclusivelos que sondistintos;2) ciefiosmétoclos rulrir.se de los ciclosy la producción y .urlristente,lo que permitealtasvelocidades rcalizarsee. ftrn¡a Lápicla de variasuniones;4)la soldadura simultánea aut.r'atizarla;3) algunosmétodospennitenlasoldadura puedensoldarsecon arcoeléctrico;5) en ft¡ertese aplicapari unir partescleparedesdelgadasque no los problemas menoscalory energíaqu. án la sokfadurapor fusión;6) se reducen gerrcral.se rec¡uiere de unión iáreas por el caloren el metalbur" ."r.u de la unión,y7) es posiblesoldar c' la z'rr. at'ecta¿a el metal atrae capilar la acción que dado i'acccsil.lesparamuchosprocesosde soldadurapor fusión, de aportefundiclodentrode la unión' de la uniónpor fuertesonque: I ) la resistencia y limitacionesde la solcladura l-asclesventajas de una buenaunióncon solresistencia lo gencrales rne¡or que una uniónpor fusión;2) aunquela menorque la de los metales [trcllecs lltayorque la clelmetalde aporte,es posibleque sea cl¿rthlra 4) el cleserviciopuedenclebilitaruna unión con soldadurafuerte' Sase:3) las altaste¡rper¿rturas fuertepuedeno coincidircon el color de las partes c.l.r dcl l¡ct¿rlell u¡a unión con solcladura estética. base.lo cual prociuceuna posibledesventaja nrct¿ilicas de amplio uso en diversasindustrias' proclucción de ¡uerte., un p.o..so l-¿rsoltlatlur.a equipoeléctrico(por ejemplo' y conductos), i'clu1,e'¿. la autornotriz(por ejemplo,paraunir tubos (por ejemplo' para unir insertosde carburo palil unir alanrbresy cables),herramientasde corte químijoyería.Además,la industriade prc'cesamiento reforzacl.¿rpartesfinales)y la fabricaciónde co,aligtralqueloscontratistasdeplomeríaycalefacción'unenconductosytubosmetálicos parareparacióny trabajosde mantenifuerte.El procesose usa extensamente dia'te solclaclura todaslas illdustrias' nrietllocn c¿rsi

3 0 . 1 . 1 U n i o n e sc o l r s o l d a d u r af u e r t e Sin embargo'los y sobrepuestas' empalmadas [.¿rsu¡iolles con soldadurafuerteson cledos tipos: La unión empalparael procesode soldadurafuerteen variasformas' tlos ti¡rosse ltatt nclaptadg en riesgola pone que pr,rpor.ion.,,,, i,raulirnitadapara la soldadurafuerte, ct;nr,encioual rr.l¿l(la en las unionescon soldadurafuerte' las áreasempalmantes de la ttttiótt.i'nrn n,t,t.t.,.,tar rcsistellci¿r o alterande algúnmodo' cotnoSemuestraen sc lliselano escal¡ltlan lils l)i¡'tescl¡c sc valt a ÍU)ílreitr aclicionalen la fabricaciónde las procesamiento la l'ig¡ra -10.I. l,or lo getteral,se requierecleun es el Úna dificultai particularasociadacon una uniónbiselada parrcspar.acslasu'io¡is especiales. la alineaciónclelas partesantesy durantela soldadura' tle rnantenel. problerrra

lF

772

Capítulo 3O / Soldadurasfuerte, blanda y pegado con uniotresaclhesivas

Unióncon soldadura fuerte

Uniónconsoldadura fuerte

d se l a t r n i ó rcr t l l ¡ r a l t t r a ¡r rl .ai r ' t y la d a p t a c i o n e F I C U R A3 0 . ' l ( a )U n i ó ne m p a l m a dcao n v e n c i o n a tr'rrlsversal y (tl)se<:r:iótl (c) escal<¡nada soldadurafuerte:(b) t¡nióncon bisel, uniónempalrnada a u m e n t a ddae l a p a r t ee n l a u n i ó n . literlc. lx)l'(lLlcpr()Las uniones s¡perpuestasse ¡san con tnayor fl'ect¡enciaett la stlltl¿tdtlr¿t se cotlsi,ler¡tttttlt porcionan r¡n área de interfase relativamentegrancleentre l¿tspartes. firt gcttcritl' t l e l i t ¡ r i t | l ct t t i i s L u " n o p r á c t i c a¿ e d i s e ñ o u n a s o b r e p o s i c i ó nq r r e¡ r o s e ai t l l l l e l l o sI r c s v c c c s c l P r o s o r s c i l t t s l l . i t ¡ct l t l ¿ t f t ¡ e r t c l i r s o l t l ¿ r d r r r ¿ t c l e t g a r l i rA. l g u n a s a d a p l a c i o n e sc l e l a u n i t l n s o b r e p u e s t a¡ r i r r a l i ¡ s t t t t i o t t c ss o b t c c t t f i g J r a 3 0 . 2 . U r r a v e n t a j ad e l a s o l c l a d r r rfi irr e r t es o b l c l a s o l d ¿ r t l u l¡al o l l i t s i r i r t eltllc lits Pill'lcs, pu"rtu, es que el metal cleaporte se une a las partesbaseen toda el área de inferfase () cll l)t¡llclécllictr) con arco hechas de filete y no solamenteen los bordes (como en las soklacluras tos separados(como en la soldadurade puntos por res¡stencia). partesbase qtle En la solcladurafuerte es importante la separaciónentre las superficiesde las fltr.io
Unióncon soldadura f uerte

Unióncon soldadura fuerte Casquillo

Sección 30.1 / Soldadurafuerte

773

:f

; o c 0) a

del metal Resistencia de aporleen la unión con soldadurafuerle

ú

F l ( ; L J R A] ( ) .I

R t : s i s t t ¡ n cti lae l a t l n i r i nc o l l l o L l n af u n c i ó n d e l a s e p a r a c i ó nc l e l a u n i ó n '

'lirrnbieirr fuerte. de la uniónantesde la soldadura la linrpiezaclelas superficies es irnportante la humidifipromover para contaminantes y icies¡e benestarlibrescleóxidos,grasas otros L.assu¡rcr.f Para al igualquela unióna travésde todala interfase. capilarduranteel proceso, cacií' 1,la atr.accir'ln químicostalescomo la limpiezacon solventey el desense usantratamientos lirtrpiarlassuperficies que incluyenel uso de cepillode mecánicos grasr¿. ¿ryalx)r(sección32.1).así como tratamientos con chorroclearena(sección32.2).Despuésde la limpiezay durantela opealar¡hr.cs ¡ l¡ lirrrpieztr Ia limpiezade la superficiey promueven f r¡ertese usanflndentesqueconservan ftrcitintlc sold¿rrlula empalmantes. entrelassuperficies paraapoyarla accióncapilarettla separación l' hunrirlificacit'rn

3 0 . 1. 2 M e t a l e sd e a p o r t ey f u n d e n t e s

,

fuerteseelllistanen la tabla30.l, junto con los meco¡1¡nesen Ia solcladura Lt¡s¡tt,tttlt,stlt,tr¡tttt'!t, en los que se usannonnalmente.Paraqtle tlll rnetalcalifiqueparasoldadura lalcsl.rase ¡lr.inci¡rales de fusión debeser compatible l) la tentperatura I'uertese r.equiere¡lirs siguientescaracterístic¿rs: en la faselíquidaparaunabuenahumidificon la ¡el r¡etalbase.2) unabajatensiónde superficie de usarsoldadurafuerte en la interfase,4)la capacidad cacir'r¡.J) ulraalt¡rfluiclezparapenetración químiinteracciones existir deben y no 5) parala aplicación, adecuada en una u¡it'rncleresistencia se con el ntetalbase(por ejernplo,unareaccióngalvánica).Los metalesde aporte aplicasni f'ísicas varillas, fuerteen diversasformas,entrelasque incluyenalambres, de sglclaclur¿r can a la o¡leraciírn para adapdiseñado latonado metal de hechas y riras,pglvos,pastas,partespreformadas l¿í¡lrinas que a las en una de las superficies tilrsca una configuracitincleullitíll particulary al revestimiento qqtv* n nplknr rlrlrlruhrrsfrfrrte, Vnrinsde eslRslécnicnsse ltúshff €rt lf,s flsutd¡.19:1"t ¡,0,!:-L1: '|/|';r htffil|l'#. H Oltllüü ltlr:tln, 4x n |tila¡r"{lr tn h lll$r' lrastas¡ictírlicas ¡rnrn s
| ) t l s . | i t n d e t t f e s l ) a | . o , s o l d t l t l l t r u f u e r t e t i e n e n e | n l i s m o p r o p ó s i t oyq uotros e e nsubprolasoldadurap de óxidos combinarle irlhitrenclealgunaforma la formación fusi(rn:se clisuelven, no sustituyelos pasosdelimpiezadescritos e' el proceso.El usocleun funclente cluct.sno aeseaclos de fusiónbaja'2) bajaviscleutr buettfundenteson: l) una temperatura antcs.l-as características y 4) pro' por el mettrlde aporte'3) facilitala humidificación serclesplazatlo cosicladparaqlre¡ruecla tegelaunitlllltastalasolidificaciónde|metaltleap0rte.Elfundentetambiéndebeserf l e t l . l o v e l . t | c s p t r é s t | e l a s o l d a c l u l a f u e r t e . L o s i n g r e d i eLas n t e sdistintas c o | n u nformas e s d e f uincluyen n d e n t elos sparaso|d y to, cloruros. firerteso' el 'írrax. los lrorat.s. l.s fl¡oruro, <Jehumi<Jificación E, la mezclatanrbié' se utilizanagentes f.ruicras. rr'rvos.ras'astas y raspastas

774

'rrlhesivas fuerte' blanda y pegaclocon uniones Capítulo 30 / SoldacJuras TABLA30.lMeta|esdeaportecomunesusadosen|aso|clar|l¡rafuertey|tlstrleta|esh.rsest¡llre

los que se usan.

Metal de aporte

ra aProxlIna(l'l TemPeratu para soldadurattlerte (.C) ("F)

Composición típica

Metalesbase

11 0 0

(600)

95Cu,5P 6O Cu, 4OZn

2050 15 5 0 l70t',

( 11 2 0 ) (t]5()) (()261.

Oro y Plata

B0Au, 20 Cu

1 75 0

(9s0)

Acerr.¡inoxi
de níquel Aleaciones

Ni, Cr, otros

2050

( 11 2 0 )

Acer
de Plata Aleaciones

Ag, Cu, Zn, Cd

13 5 0

( 7t ( ) )

A l u m i n i oY s i l i c i o Cobre 5;ebrcY fósfe¡ro Cobrey zinc

9 0 A 1 ,1 05 i 9 9 . 9C u

Alt¡tttitli
T i t ¿ n i t l ,t r t o ¡ l e l ,i r l c o n e l , . r (( , 1 ) l ) , t t , l l l t ' t t . t l l l i t ' t l l . t s ,

r rÍ r ¡ t t ' l

R e c o p i l a ddoe [ 3 ] , [ a ] Y [ B ] '

F I C U R A3 0 . 4 V a r i a s técnicasParaaPlicarmetal de aporteen la soldadura fuerte:(a)soPleteY varilla de aporte,(b) anillode meitalde aportea la Y entradade la seParaciÓn, (c) hola de metalde aPorte de Partes entresuperficies ( 1: ) S e c u e n cia olanas. antesY (2)desPués'

<-

varillade metalde apofte

fuede Uniónconsoldadura \ \

Soplete

Partesque se van a unir (1)

(2) (a)

,^*"*ffi

ft¡erle Ulri
tm n

(2)

(1) (b) Hojade metal de apode

Partesquese vana unir

(1) (c)

Unióncon soldadurafuerte

fuerte Sección30.1/ Soldadura

."y¡í

775

.. '

3 t. --

FICjIJRA3O.5 Aplicacirin (le pasta para soldadurafuerte a una unión mediante surtldor (c:r¡rtesía rle Fusion, Inc.)'

parareducir.la tensiónde la superficiedel metalde aportefundidoy facilitarla humidificación.Una alternativa¡rarael usgcleun fundentees ejecutarla operaciónen vacíoo en unaatmósferaque inhiba la lonllaciírllde írxitlos.

3 0 . 1 . 3 M é t o d o sc l es o l d a d u r af u e r t e En la sgltlaclurafuertc se usantliversosmétoclosdenominadosprocesospara soldadurafuerte,y la tliferenciaelltreellos es su fuentede calentamiento. Sofdadura fuerte con soplete Enla soldadurafuerte con soplete se aplicaun fundentea las superficiesde las partesy se usaun sopleteparatlirigir una flamacontrÉel trabnjoen la vecin' se us¿runa flamareducidaparainhibir la oxidación.Despuésde que datlclela unitill.Nornralrnente se agregametal adecuada, las /rreas¡larauniónde la partede trabajosecalientana una temperatura usadosen Los combustibles varilla. o en fonna de alambre de aportea la unirin.generalntente junto aire u con gases' y fuertecoi sopleteincluyenel acetileno,el propano otros la solclaclur¿t del trabajo' oxígeno.l-a selecciírncle la mezcla dependede los requerimientosde calentamiento calificados trabajadores realizarlo y deben Con frecuerrcia,el procesose ejecutaen forma manual las temperaturas; paractr¡trgl¿lrla flanta,manipularlos sopletesmanualesy ittzgaradecuadamente de El métodotambiénse usaen operaciones conrúlnstrnloi tratrajosclereparación. u¡a a¡rlicacitin fuerteen unabanda en la crtal," .orgonlu, partesy el metalparasoldadura l¡ecaltiz-acla, pro<.lucción () lllesaindicadoray se pasanbajo uno o mássopletes' trans¡rorlarlt)r'it

L.

-**.-,-,*,

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,,r rrnllilll

I

I

I

i:

776

Capítulo 30 / Soldaclurasfuerte, blanclay pegado con r¡nir)nesatlhe'siv¿s

Sofdadura fuerte en horno La soldtuluraJherteen ltortn usaun horno para proporcionar parala producciónmediay alta.En la producción calor a la soldadurafuertey es másconveniente y el metalparasoldadurafuerteen el alta,por lo generalen lotes,se carganlas partescomponentes y después se enfríany retiran.I-asoperapara soldadura homo, éstasse calientana temperaturas cionesde producciónalta usan hornosde transporte,en los cualesse colocanlas pailesen ulta y enfriantiento. de calentanriento y son conducidasa las diferentessecciones bandatransportadora horno; la ¿rtmósla solcladura tuerte en importante en y es la atmósfera EI controlde la temperatura de la atfera debe ser neutralo reductora.En ocasionesse usanhornoscle vacío. Depencliendo de un fundente. mósferuy los metalesque s€ van a soldar,puedeeliminarsela necesidacl Soldadura fuerte por inducción La solckttlut'a Jircrtepor induccititt ulilizit calor dc urra Las partesse carresistencia eléctricaparauna corrientede alta fiecuenciainducidaen el traba.jo. ganpreviamente con metalde aportey secolocanen un campoclecorrientealter¡ra(ac)de alta l'reI-¿tsfl'ecuencias varí¿rrr con el rollo tle irtrlttcciólt. cuencia;laspartesno hacencontactodirectamente de 5 kHz a 5 MHz. Las fuentesde energíade alta fiecuenciatienden:r ploporcionarcalentarniento proclucert ull¿tllr'netritcirin dc caklr rttiisplonrásba.jas de superficies, en tanfoque las frecuencias parasecciones [il pnlcesose usapilra re(lueln¿ispesadus. fundaen el trabajoy son convenientes rimientosde bajaa altaproducción. cl cakrr para Sofdadura fuerte por resistencia En lu soldaduruJiu't'tt'1,.)t't'('.\¡.\'t('ttr'¿¿r, fundirelmetaldeaporteseobtienemediantela resistenci¿r al flu.jode corriente eléctrica ¿rlr'¿¡vés de las partes.A diferenciade la soldaduraft¡ertepor inducción,las partesse conect¿rn directirnrc¡rtc al El equipoes sinrilaral c¡ucse usaen la solcircuitoeléctricoen la soldadurafuertepor resistencia. dadurade fusiónpor resistencia, exceptoque en la soldaduraflerte se requiereun llivel de energía más bajo.Las partes,a las que se aplicapreviamente metaldc apollc,se sostienen cntreeleclrrxlos mientrasse aplicanpresióny corriente.Tantola solcladura fuerte¡rol inducció¡rcornopor rcsistenp¿u'lcs cia obtienenciclosde calenta¡niento rápidosy se usar)p¿rra lelativarnente pec¡ueñas. l.a soldadurafuertepor inducciónpareceserel procesode rnayoruso. Soldadurafuerte por inmersión En l¿tsoldotlurufittt'tt' ¡torittrrrarsirí1, el calc'nt¿rnriento se consiguemedianteun bañosalinoflnclicloo rrnbañonrct¿ilico linrlirlo.[]¡rlrrrbosnlétotlos, las partesensambladas tle calcrrtarnicnto. se sumergen en los bañosdentrode t¡n rc'cipicrrfe l-¿rsolidificaciónocurrecuanclolas partesse rcmuevendel baño.F.nel nt(t,,tlt¡tlt' lttttTtt lt' .sLtl,lanlezcla y el metaltle aportesec¿rrgu fundidacontieneingredientes fundentes, ¡rlcvilrncrrtccn el ens¿rrnble. En el métodode baño metálico,el metalcleaportefi¡ncliclo es el nrecliode calentlnriento;se atrae haciala unión medianteaccióncapilarduranteIa inmersíón.Se mantieneunacubiert¡rclefunrlenfe sobrela superficiedel bañometálicofundido.La soldatJura tilerle por irrrnersión oblienecicloscle calentamiento rápidosy se usaparasolclarmuchasuníonesen una solaparteo sobrepartesrnúltiplesal mismotiempo. Sofdadura fuerte infrarroja La st¡ldadut'u.fitertc irtfi'ut'rtt.juusa cl caltx dc uua liírnpara infrarrojade alta intensidad.Algunas lámparas¡rarasoldltlurl frrelteirrfi'arro.jlsorrcit¡raccsde generarhasta5000W cleenergíacalorífic¿rradiante,la cu¿rlsc dirigc tr laspartesde traba.jo. tJl procesoes más lentoque la mayoríaclelos otrosprocesosallulizados¡rreviarrrc-nte ¡,¡ror lo generalse limita a secciones delgadas. Soldadurafuerte por fusión Esteprocesoclif-ierc clelos otlos procesos de sokladurafi¡erte en el tipo de unióna la que se aplica.Contose aprcciiren la f igrrra-10.6, la sttldtrtlrtrtt.fiterte prtr' tal corlrol¿rrrnitíncn V fusión se usaparallenaruna uniónsoldadapor fusiónlnásconvcncional, que se muestra.Se cleposita una mayorcantidadde metalcleaportc'(¡tc e¡t la soldatlru'a fuertey no oculreaccióncapilar.En la soldadurafuertepor firsión,l¿tullitin consisteentel'arnente en ntetalde aporte;el metalbaseno se fundey por tantono se derritedentrotle la unión,conlo en el proceso

1

blanda Sección30.2/ Soldadura

fuerte Metalparasoldadura Metalbase

777

fuerte FICURA30.6 Soldadura por fusión.La uniónconsisteen rnetal(deaporte)Parasoldadura fuerte;no sefundeel metalbase en la unión.

La aplicación principal de la soldadura fuerte por fusión es por fusiónconvencional. de soldaclura el lraba.iotle'l'e¡ritracitin.

30.2 SOLDADURA

CON ESTAÑO)

en es similar a la soldadurafuerte y se definecomo un procesode unión 'F L,itsoltlttrlttt.ultletttda 480 los que no excede (líquido) cl cr¡¿rlse f.ullcleun metal de aportecon un punto de fusión de los meempalmantes acciírncapilarentrelas superficies (4.50"C').1,sc distribuyenrecliante la fusión de los metalesbase, talesquc se Vatl a unii. Igual que la solcladurafuerte,no ocurre para formar una unión metabase metal el y combinacon p.ru "l lltctal cleaportese humeclece soldadurafuertey muchos itirgica.I-0s cletallesde la soldadurablandason similaresa los de la que se van a soldar deben cle los métocloscle calentanlientoson iguales. Las superficies etc' Debeaplicarseun fungrasas, paraque esténlibresde óxidos, cort artticipación lirn¡riarse añadea la unión un metal de ,lente npr,rpiadoa lo, ,up"ifi"ies empalmantesy calentarse.Se ajustan o soltlatlut'a(solclante),y se distribuye entre las partes que se alx)rfe. rfenonlirrad estrechatttetlte. en en una o ambassuperficies' el stlldantese calientapreviatnente [... itlgtlttasaplicaciones, sin tomar en cuentasi la soldaduracontieneo no estaño'Las seestctñudo, r-ilrprocesoclenclminado (0.076a 0'127 mm), excepto paracfonescorrurlesen la soldaduravaríande 0.003 a 0.005 pulg de alrededorde 0'001 en cuyo casocleusauna separación estánestañadas, cuandolas strperficies deberemoverseel residuode fundente' pulg (0.925rrim).Despuésde la soliclificación, con el ensamble C'rno procesoiirtlustrial,la soldadurablandase asociamás estrechamente 'farnbiéllse usaparaunionesmecánicas, a pero no paraunionessu'ietas 3-5). electrtillico(caprítulo blandaincluyen: Las ventaiasque se atribuyena la soldadura o lcl¡pcraluraselevadas. tensigncs por fusión'2) se y la soldadura I ) ba.joingresOtle energíaen comparacióncon la soldadurafuerte 3) bue¡raconductividadeléctricay térmicaen la crellta c'lr ¿iver.s.snlito.l.rs¿e calentarniento, paraenvasesherméticosal aire y los líquidosy 5) fácil unión,4) capacidadde hacerengargolados de reparary retrabajar' de la unión, a lnás grandesde la soldadurablandason: l) baja resistencia Las desventajas o fusiónde la unión menosque se refuercenlediantenlediosmecánicosy 2) posibledebilitamiento elevada' en servicioscletemperatura

3 0 . 2 . 1 D i s e ñ o sc J eu r r i o r r eesn l a s o l d a d u r ab l a n d a blandaestánlimitadasa los tiposempal' fuertc,lasunionesclesolcladuras lgu^l quc e¡ la solclaclura que soportan en apllcaclones aunqueno debenusarseunionesempalmadas r'acl's v s.bre¡ruestos, para soluniones 'far'bién estas de la soldadurafuertea se upii.un ulgun", aclaptaciones carga. variables agregadoalgunas altellativanlentela tecnologíade la soldadurablandaha {atluralrlallcla. eléctricas' las conexiones en je que ocufren pr¡piasparantanejarlatsgeonletrías partesespeciales de las bordes los blandaie partesde láminasmetálicas, E' la u'i..es rnecánicaslonsolclaclura de la resistencia la se doblany entrelazanant;s de soldar'paraaumentar l}ecttentetnente l¿'¡lnillas cottrose muestraen la figura 30'7' tuni(rn. la unión con soldadurablandaes Para aplicacioneselectrónicas,la función principal de conductivaentredospartesqueseunen'otras consideunatrayectoriaeléctricametlte proporcionar de calor(de la resistenincluyenla generación racioncsde cliseñ0en estostipttstle unionessoldadas eléctricacon conexión una en cia t'lóctricacle la trnión)y ia vibración.La resistenciamecánica

r 778

y pegaclocon uniones aclhesiv¡rs Capítulo 3O / Soldadurasfuerte, blancla

Tornilloo remache

(b) Uniónde soldadura Unlónde soldadura blanda

Apretadode conector€s

(d)

(c)

l¿ rtststcn
Unióncon soldadura blanda

Orificioa travésde una chaPa

Alambre

Tablerode CP

Tablerode CP

Uniónde soldadura blanda

Aislamiento

Alambre

(c)

Uniónde soldadura blanda

(d)

medios mecánicosantescle la FICURA 3O.g Técnicaspara asegurarla unión mediante jé.tr¡,rur, (a) alar¡bre cle pl.nr. aprelatkrerr tal;lero de PC ' soldadurablanda "n .oná*ion", rlc l¿r (b) orificio enchaltado en taltlerur
rnediantela defbrmacióncle unA o ambaspartes soldadurablanda se obtiene frecuentemente, o haciendomásgrandeel áreade la supermetálicasparaconseguiruna uniónmecánicaentreellas, En la figura 3()'ftse representan ficie paraproporcionarel máximo soportemediantela soldadura. variasPosibilidades'

30.2.2 Soldaduras Y fundentes Ambos son lnuy bland¿r' son los materialesusadosen la soldaciura y los funclentes Las soldaduras importantesen el procesode unión.

blanda Sección30.2/ Soldadura

779

Soldaduras Casi toclaslas soldadurasson aleacionesde.estañoy plomo, dado que ambos poseenun rangode temnletalestie¡en bajospuntosde fusión (véasefigura 7.3). Sus aleaciones de soldadurablanda para proceso del control un buen obtener peraturaslíqui¿asy sólidas para de los comminimizaenlamayoría Elplonro es venenosoy su porcentajese diu.rru, aplicaciones. y puestospara soldante.Ei estañoes químicamenteactivo a temperaturaspara soldadurablanda prn,nr.u. la acciónclehunlidificaciónrequeridapara una unión exitosa.En el cobrepara soldadude cobre intermetálicos seformancompuestos eléctricas, ra blanda,queesconrúnen lasconexiones aleaciones tambiénse usanplatay antimonioen las y esla¡ot¡uelortalccenla unión.En ocasiones composicionesde aleacionespara soldadura diversas blanda.La tabla 30.2 enlista para sotctac¡lra principales. de soldadoen las aplicaciones aproximadas blancla.e illclicatambiénsustemperaturas blandacon sus parasoldadura comunesde aleaciones T A B L A3 0 . 2 Cornoosiciones r l e 'f L t s i < iyn a p l i c a c i o n e s . lelrl)er.ttUras Temperaturade Aplicaciones fusiónaproximada Conrposición Metal rle a¡;orte oF ("c) principales aproximada ['krnro-¡rlata

96 Pb, A Ag

580

(3s0)

Uniones a temperatura elevada

I s t a ñ o - ¡ t t t i t r l o t ti t r

9 5 S n ,5 5 b 6 3 S n ,3 7 P b

460

(238)

Plomeríay calefacción

361

(183)

Electrónica"

60 S n ,4 0 P b 5 0 S n ,5 0 P b

370

(1BB)

Electrónica

390

(1ee)

Propósitogeneral

405

(207)

Radiadoresde automóviles

430

Q21)

Envasesde alimentos

390

0 e9)

U n i o n e sd e a l u m i n i o

Es t añ o - ¡ rl o t r t t r

ño-plata Esta E s l a ñ o -izn c

4 0 S n ,6 0 P b 9 6 5 n ,4 A g 9 1 S n , 97 n

R e c o p i l addeol 1 l ,[ a ] ,t Z l ,t 8 l . estaño-plomo' . Comoosir:ión el puntode fusiónmásbajode lascomposiciones eutéctica: para soldadura blanda dqben: Funcfentespara soldadura blanda Los .fundentes blanda,2) relnoverpelículasde óxido y manchasde las de soldaclura l) lilndirscÍt lentper¿ltrtrits 4) promoverla tle las partesbase.3) evitar la oxidaciónduranteel calentamiento, superl'icies 5) ser fácilesde desplazarmediantela soldadura clelas superficiesempalnrantes, hurllirlificaciírn conductivo' Def'unditladuranteel procesoy 6) dejar un residuo que no sea corrosivo ni perfecciónpara la a no hay un fundenteúnico que cumpla todasestasfunciones safortunadarnelrte, debe selectodas las cornbinacionesde soldatluray metalesbase.La formulación del fundente cionarseparauna aplicacióndeterminada, Los Los funclentespara soldadurablandase clasificancomo: l) orgánicosy 2)inotgánicos. que no orgánir:gsestánhechosde resina(resinanatural,como maderade árbol gomífero, .frtruletrtes solublesen agua (por ejemplo,alcoholes,ácidosorgánicosy es solubleen agua)o ingredientes Lo¡ Los ülubles en aguafacilitanta limplezatlespuésde Ia ¡oldadurabl¡nda' saleshalogenaclas). Tienden y electrónicas' fundentesorgánicosse usancon más regularidadparaconexioneseléctricas no de soldadurablandaelevadas,pero relativamente reactivosa temperaturas a ser quínticamente por ácidosinorgánicorrosivosa tentperaturaambiente.Losftmdentesinorgánicosestánformados para obtenerun fundente y usan se cleclorurosde zinc y amonio) cos (por eienrplo,combinaciones cuandosefusioactivan se rápicloy activttcloltdelas películasde ácidoson un problema'Las sales blandacon un núcleode que los ircidos.un alambreparasoldadura ..',rrosiuas nan,per0sonl],|enos út'itlo perlenecea estacategoría. corno los inorgánicosclebenremoversedespuésde la soldadura Tanto los fu¡¿e¡tes oi'gíuricos paraevitarunaconen el casode los ácidosirrorgánicos, irrlportanle hlancla,peroestoesespeciahnetrte cle seconsigueusandosoluciones La remociónclefuntJente ti'ua corrosi(r¡tle lassuperficiesntetíilicas.

7BO

adhesiv'rs conuniones y pegado fuerte'blancla 30/ Soldaduras Capítulo lecientesen solventesquímicos.l-as lettclencias agua,exceptoen el casode las resinas,que requieren

lffiX,H,:"Jff ;::;T;.'*o'doa'¡ue

ffif;*l',::m'f***'::;l;;ffi blanda 30.2.3 Métodosparasoldadura

blandason igualesa los que se enrpleatten la solMuchosde los métodosusadosen la soldaclura

$i;¡i;;¡'lft;! *y¡Jrí1¡Í*ff*$*¡n'i*'{; sc ejecutaen filrnl¿tItlanualusansoldadura blanda manual La soldadurablanda¡nanual de cobre,es el extrenlocletrabaJocleun do hierrocalienteparasoldadurablanda.Un punto.hecho calor a las ¡rartesque se suelclan'2) hierro para soldadurablanda.Sus funcionesson: l) aportar casi fundidaa la unióny 4) retirarer excesode sorcraclura. 3) aportarsordadura fundir la sordadura, están eléctrica.Algttnos resistenci¿t modernossecalientannlecliante todoslos hierrosparasoldaclura ctl cl stltt ¡ltt¡rttlltrcs cuales ltls rápitlo' de calenlalnierltrl diseñailoscomo pistolaSpara solcladura tl¡rit hacer tlc capaces Sott (encendido-apitgildo)' ensambleelectrónicoparaoperaciónintennitente unión clesoldadurablandaen un segunclo'

qtle pcrblauclaen olases ulraléc¡licanrecarlizitda soldadura blanda en olas La solclaclura (en inglés intpresos,'l'cl circuitos dc mite que se sueldenmúltiplesalambresde plornoen un tablero distribución La blanclafunclida' printed circuit board,pc-n), conformepasauna ola de soldadttra sehancol.catlt)col'lstls electr(inic.s componentes los comúnesen la que secargaun PCB,en áoncte c¡ueltl ctltltluce trans¡rtlrlatlor un por los orificioscieltablero,s,b[e de plomoquescibresalen alambres itttplecirct'titos suielael tablerocle blandaen olas.El transportaclor a travésdel equipoparasoldaclura pits()stleI procesita los sigttienlcs sospor los laclos,de maneraque la parteinferiorquedeexptlesta cott la il¡rlicaciótl incluycrltto métoclos, usandoalgunoclelos diferentes miento:l) se aplicaf'undente rolltls lttz' tle (lnetlialltetubos 2) se usaun precalentanlientcl o por cepillaclo; espuma,por aspersión y eleactivarel fttttdettte solventes, evaporar de infranojos)conel fin y dispositivos de calentamiento lít¡trisoldante bonrbear para olas blanclaetr y 3) seusala soldadura clelensamble; var la temperatura las hacer parlt parle irtl'erioldel tablertl, do desdeun baño funclido,a travéscle una ranuraen la en el tablero'Estetercer entrelos alambrescleplomo y el circuito¡netálic
-,7

Tablerode circuitosimpresos - Soldadurafundida

F l ( , l . J R AJ 0 . 9 S o l t l a < l t ¡ rl r¡ l ¿ t r r l ¿e r r ol.rs,e tl I'r ctt¡l se a¡rlit''rsoltl'rttttl itrrlrlirlo.r tr.lvtis
(olllPonelrtes

adhesivas 781 30.3/ Uniones Sección en electrónica Soldadura blanda por reflujo Esteprocesotambiénse usa extensamente (sección impresos circuitos de tableros de en superficies rnontados componentes paraensanrblar un aglutien soldadura polvos de en que consiste 35.4.2).En el proceso,una pastaparasoltladura, los entre nantesol'e'te, se aplicaa puntosen el tablerodondese van a hacercontactoseléctricos se colomontadosen la superficiey el circuitode cobre'Después,los componentes colnponentes uniones formando .on .n los puntos de la pastay el tablero se calienta para fundir el soldante, y el cobreen el tablerode circuitos. mecánicasy eléctricasentrelas puntasde los componentes por reflujo incluyenel reflujo de fase blanda I-os lllétoclosclecalentanrientopara la sokladura un hidrocartle va¡rory ef reflujo infrarrojo. En la soltladurablanda con refluio defase de vapor, y despuésse concalentamiento l'rru ií,¡t,i.l,ri¡erte fluorillatlose vaporizaen un horno mecliante fundir la pasta para vaporización de su calor ,1.,¡rac,r la superficietlel tablero,elr dontletransfiere En en los tablerosde circuitosimpresos' la soldadura rfirtfrr¡r y lilrrnar unionessolcladas ¡ri¡.as
AS DHESIVAS 30.3 L-JNIONE datade épocasantiguas(véasenotahistórica30.1),y el pegadofue probaUl us. tlc l.s ¿r¿¡esiv¡s Actualmente,los adhesivostienenun blententeel ¡rrinterode los métodosde unión permanente. similaresy diferentes, antpli. ra¡go de aplicacionesde unión y selladopara integrarmateriales como una téccerámica,madera,papely cartón.Aunquebien establecido plírsticos. cornorrrelales. de ensamble' lrica ¿c ¡lriri¡. el pegadose consideraun áreaen crecimientoentrelas tecnologías mayores' vez cada paraaplicaciones rleIiclo¡ las trel¡e¡clasoportunidades

Nota histórica 30. adhesivtts fJnion¿'s I 3 0 0a ñ o s d e l - ¡ O s a c l l r e s i v ods a t a n d e é p o c a sa n t i g u a s .E s c u l t u r a sy g r a b a d o sc o n 3 p e g a rc h a p a sa p l a n c h a sd e a r r t i g i i e c l a rcnl u e s t r a nu n a v a s i i ac l ep e g a m e n t oy b r o c h ap a r a p a r a d i v e r s o sp r o p ó s i t o s n r a c l e r aL o s a n t i g u o se g i p c i o su s a b a ng o m a d e l á r b o l d e a c a c i a . l b e t ú n n a t u r a l ,u n a s [ a l t oa d l r e s i v o f, u e u s a d o e n é p o c a sa n t i g u a s r l e e n s a r r r t r lye s e l l a c l o E USaban c ( ) n t oC e l n e n t oy m o r t e r o p a r a l a c O n s t r u c C i óenn A s i a M e n o r . L O Sr o m a n O S e m b a r c a c i o n e sE n l o s p a r a s u s c a l a f a t e a r y a b e i a s d e p i n o c e r a a l c ¡ u i t r á nc l e m a c l e r ad e p e c e s ,d e l o s p r i r r r e r o s i g l o s d e s p u é sd e c r i s t o s e u s a r o np e g a m e n t o sd e r i v a d o sd e l o s m a d e r a . d e c o m p o n e n t e s p a r a q u e s o e n s a m b l a r y c L l e i l t o sd e c i e r v o d e l p r o c e s od e F-ré r p o c a sm á s r e c i e n t e s l,o s a d h e s i v o ss e h a n c o n v e r t i d oe n u n i m p o r t a n t e y a d hesivos u t i l i z a 1 9 0 0 ' d e a l r e d e d o r fue desarrollada u n i t i n L . am a d e r ac o n t r a c l r a p a d a primer sintético aelhesivo el fue formeldehfde, lencrl l)ara u¡tr varias capas cle maclere,lil p a r a u n i r p r o d u c t o st a l e s c o m o clesarroilada o l r e d e d o rd e l g l 0 , q u e s e u s ó p r i n c i p a l m e n t e s e d e s a r r o l l a r o nr e s i n a s l a m a c l e r ac o n t r a c h a p a d aD u r a n t el a S e g u n d aG u e r r aM u n d i a l E n l a d é c a d ad e 1 9 5 0s e f e r r r i l i c a sp a r a e l p e g a d od e c i e r t o sc o m p o n e n t e sd e a e r o n a v e s s e h a n d e s a r r o l l a d ou n a v a " , . , , 1 ' " . r r ( . ,a, .f,o r m u l a re p ó x i c o s .Y a p a r t i r d e l o s c i n c u e n t a ' p o l f m e r o sn u e v o sy s c l i c i o t r a l eqsu e i n c l u y e nl o s a n a e r ó b i c o sd' i v e r s o s r i e < l a ccll ea c l h e s i v o a I o s a c r í l i c o sc l es e g u n d ag e n e r a c i ó n

rellenador eS ull proceso cle unión en el cual Se usa un material de L.it ttttitittt'ott utlltasit'rr)s El matesuperficie' de la pal.ilntantcller.iuntasdos (0 tttás)partesrlluy cercanasmediante la fijación no metálica, generalmenteun rial rcllcrrador que une las ¡larteses el aclltesivo.Es ulra sustancia

r 782

CapÍtulo 30 / Soldadurasfuerte, blanda y pegado con uniones adhesivas

ingepolímero.Las piezasque se unen se denominanpartes adheritkts.Los de ¡llayor illterésen la y pernlanentes fuertes uniones fonnar niería son los adhesivosestructurales,que son capacesde comercialclisponibles fuertesy rígidas.Hay gran ca¡ltidadcle aclhesivos entre partesaclheridas parala uniónde divery sonconvenientes *"n,", que segalvanizanmediantediversosmecanismos cttal se modificanlas el ¡nediante proceso se refiereal sos materiales.Elcurvadoo galvanizarJo una físicasdel adhesivode líquidoa sólido,por lo gerreralmediattte reacciónc¡uímica, propiedades químicapuedeimplicar una para obtenerla sujeciónde las superficiesde las partes.La reacción

::,':X'f:';',:i,:iffiTH"ff#[11l"iii,l;?JfflT]i";::1,'ff

de vulcanizadoson relalivamentebajas(cuando de unión. Si se requieiecalor, las temperaturas los rnateriales no se at'ectall por lo que generalmente muchode pocoscientosde gradosFahrenheit) lrls atlhesivos tle o entlttrecimie¡rto que se unrn, lo cual es una ventajadel pegado.El vulcanizacio (curado) o tienry()de al que se denominatiempoclevulcanizaclo requiereun tiempodeterminado, en la maEn algunoscasosestetiempoes importantey, en general,es unadesventa.ia esiabilizado. nufactura. ¡rttrla fortalczatlel adltcde la uniónen la sujeciónadhesivaestádeternrinada La resistencia [Jn criterio(ltlesc parte atlherida. y cada adhesivo el entre sivo mismo y la fortalezade la sujeción (lue firlla debidoa las tetrttna octtrre si es usacon frecuenciaparadefinir un pegadosatisfactorio y ¿ebepro{ucirsee¡l unade las partesque se v¿tyana ittlherir tlo en ulla interfhse sionesexcesivas, y todos proviertedc varitlstttecatrismtls de la aclhesión o dentro<Jeladhesivomismo.La resistencia la cual el en t¡rtínrica, unión l) particulares [3]: ellos dependendel adhesivoy las partesadhericlas inter2) adhesivose une a las partesy forma una unión químicaprimariatrasel ettdttrecimiento; etltre los iítonlclstle las accionesfísicas,en las cualesse proclucenfuerzasde unión secuntlarias tle superficiede las partes dureza la cual en el mecánico, superficiesopuestasy 3) entrelazaclo de superficie se enredeo atrapeen stls asperezas adheridasprovocaque el aclhesivoendureciclo .

microscóPicas. debenpredominarlas paraqueestosmecanismos de adhesiónoperencon ntejoresresultados, y de siguientescbndiciones:l) las superficiesde las partesadheridasdebenestarlimpias libres grasay óxido que podríaninterferiren la obtencióndel contactoíntimoentre películasde suciedad, se rec¡ttieratttta el adhesivoy las partes adheridas,ésa es la causa de que frecuentemente esp"ciaide las superficies;2) el adhesivoen su fbrma líquidainicial debecotrseguir preparación y 3) por lo getterales ritil tlttelas una humidificacióncompletade Ia superficiede la parteaclherida arllllelltael ¿ircadc conlisas;una superficieligeramenle¿ispera superficiesno esténperfectamente par¿texplotarlas mecánico.Además,la unión debediseñarse tactoreal y promueveel entrelazaclo del pegadoy evitarsuslimitaciones. particulares resistencias

3 0 . 3 . 1 D i s e ñ od e u n i o n e s contolas(lttcsr' h¡tccllcotrsoldittlttpor lo general,las unionescon adhesivos no soll tan fr¡ertes eI tlisesiclttprctlcbccottsiderarsc raz.titr, tal Pot fuerte. ra por Íbsión,soldadurablandao soldaclura dc ttnittrles se apliclnen cl tliseño l3l: I-ossiguicntes ño de lasunionesadhesivas. ¡rlincipios l) 2) 3)

Debemaximizarseel áreade contactode la unión. (b)' y Los pegadossonmás fuertesen cizallay en tensión,conloen lasfiguras30'10(a)y de estosti¡rtls las unionesdebendiseñarsepar¿lque se apliqtrenteltsiones igttitlt¡ttt ctl lits f igttras o des¡rt'ettditllicrttos, son más débilesell hendicluras Los pegaclos paraevitarestostiposde tetlsiones. 30.10(c)y (d), y debencliseñarse

ctr la Los diseñosde unióncomunesparael pegadoque ilustranestosprincipiosse ¡rresetrtan pilf¡l atllllctltar figura 30.ll. Algunosdiseñosde unión contbinanel pegadrlc()ltotl'os¡rlétodos

784

Capítulo 30 / Soldaclurasfuerte, blanclay pegado cott trtriotresaclhesiv¡s

Pepitade soldadura

de puntos Adhesivo-

(a)

(c)

(¡) ¡rllresivo y solilatlo, t'r¡tl solrl.trlt¡r.i combinaclascon otros ntétocl<¡s: FICURA 30,,¡2 Uniones ac1hesivas de puntos y pegado, (b) remachado (o atornillado)y urrión atlhesivay (c) folnrado nl.is ttrriótl¿tlhesiv¿.

3 0 . 3 . 2 T i p o sd e a d h e s i v o s E x i s t e u n a g r a n c a n t i d a d d e a d h e s i v o sc o n r e r c i a l e sd i s l l o n i l l l e s .S c c l ¿ r s i l ' i c i lrl :l l l l r c s c i l l c g o l í i . l s : l) naturales,2) inorgánicos y 3) sintéticos. Los adhesitos naturale,rson materialestlerivados tle fuentcs tralt¡rales(¡llalttasy itttitltitles),

::iilfi?i,illi,'lftl'.i:';:jl";xiJ":';ilii:il,'..i;:, :,HHl,';L'"""T,T

ffiTnik#l':i:*,":'*ixillhr* if#;;ffii:rn#'f

una serialimitaciónen un adhesivoestructural. representa ittclttyen sintéticosconstituyenla categoríamiis imponitnteelt la nla¡tufitclttra; Los arlhesivos y describen muchostle los cttalesse lisla¡l y duro¡llásticos, diversospolímerostermoplásticos entrelos que ser:ncuenen la tabla30.3.Sevulcanizanmediantediversosnlecanisntos, brevemente alltesde polúnero illmediatamenle el con reactivo tran: l) la mezclade un catalizadoro ingrediente con radiacitin, parainiciaruna reacciónquírnica;3) Ia vulcarlización aplicarlo;2) el calentamiento líc¡uitlel atlhesivo dcl agua la evaporrrcrón y mediante 4) la vulcanización luz ultravioleta como tal I'ccttb¡it¡lo coluo conro se aplicurt sintéticos do o en pasta.Además,algunosadhesivos ¡relícullts a la presiónen la superficiede utraclelas partes¿ttlltcritlits. ientossensibles

3 0 . 3 . 3 T e c n o l o g ídae a p l i c a c i o n e s l-tlsttsttay esláttelt ilcsitrrolltl. sonextensas cJelasunionesaclhesivas industriales Lasaplicaciones y cle de protlttctoscle la collstrttcciórt rios principalesson las industriasautomotriz,aeronaútica, empaques;otras industriasque las incluyen son del calzatlo,los ntuebles,la enctlatlertlación de las algurtas de ernbarcaciones de libros,la eléctricay la construcción l9l. L¿rtitbla.l0.3illdic¿r para las que se usanadhesivossintéticos.En estaseccióltct'¡ttsitleritttltls específicas aplicaciones itrlltesivi¡s. relacionados cr'¡lrl¿rtecnulogílde itplicitciotlcs variosaspectos tengrtéxilo, lits stt¡-rct'l'icies Preparaciónde la superficie Parac¡ueuna unitin¿rrlhesivit tleI glatlo de dc l.r ttrtitin depettcle limpias.[,a resistencia extremadanrente de las partesdebenest¿lr dc l¿t y en consccrrenci¿r t¿unbién de la lirtrpieza y las partesadheridas, entreel aclhesivo adhesión en la pasostle ¡llocesatniertto ¿tcliciolttles superficie.En la mayoríade los casos,se rec¡uieren varí¿rrr con lrlstlistirtlosnlitterle iruuc¡tkr los nrétcldos de las superficies, limpiezay preparación con vitltol' cl tlesettgritsittlo Paralos nrel¿rles se usancon fl'ccuertciit rialesde las partesadhericlas. tlc la superficieuretlinntccl ptrlidou ()lr()spfocesos, o la limpiezacon solventesy el clesgasfe gerteralrnente sc usaalgtlnti¡lo Parapartesno ruet¿ilicas, por lo generalestomejorala adherencia. en fbnna nlecánicao se alacat.l de limpiadorsolvente,y en ocasioneslas superficiesse desgastan Es deseablerealizarel prucesode pegadolo tttiis¡rt'ottparaaumentarla aspereza. químicamente la tlxiel tiert¡rtlitulltenl¿ul y¿tque nrientrastnurscurrc de estostratamie¡ttos, to posibledespués daciónde las superficiesy la acumulaciónde impurezas.

Sección30.3/ Unionesadhesivas

785

importantes' sirrtéticos TABLA30.3 Adhesivos Adhesivo

Descripción

Anaerrilricrr

enteúnico.Sevu|canizamedianteunmecanismoderar | ) t^^ r¡D^\ -.. .^-;-r^h-i. t a al corte es de 2900 lb/pulg2(20 MPaL su res¡stencia rlicaleslibres a tenrl)eratlrraanrbienie.5u resistencia estructural' ensamble sellador para la tensión es cle 5B(x) lrJpul¡¡'(a0 MPa). Aplicaciones: en una resina basada en acrflico y un consiste que Acllresivo ternrofijo cle clos componentes la mezcla' su resistenciaal corte se vulcaniza a temperaturaambiente despuésde iniciaclor/enclurececlor. (25 MPa). Aplicaciones:fibra pu|g2 Ib/ ¡ooo es de es r|e 49()0 |tll ptrI92(34 MPa), su resistenciaa Ia tensión y a e r o n a v e s . < k , v i r l r i re rel="nofollow"> n e n r b a r r : a c i o n e lsá, m i n a sd e m e t a l e n a u t o s único que se vulcaniza a temperaturaamb¡enteen z\rllrt,si'. lrasa¿. c,, acrílic.' termofijo de componente lb/ pul92(1 7 Ñ1Pa)'Aplicaciones:hule para plás2500 rficiesak'alirras.Sr.lresistenciaa la tensión es de str¡re e m p a q u e sd e p l á s t i c oy m e t á l i c o sp a r a c o s m é t i c o s ' t i r ' , r . r r ' ¡ r . t r t , . l t s c l e c . l r ó r r i c .es¡ t a b l e r o sd e c i r c u i t o s , a partir de resinasepóxicas' agentescle vulcanizado Irrtltr1,crliversos.tclllesivoscle uso extensoformulaclos Algunos se vulcanizan cuando se calientan' Su la mezcla. tt1: y a,,rtes/rrr.rlificarlores,f,f r" un,r.,t"^.:n (50 MPa)' ( 4 0 M P a ) ,s u r e s i s t e n c ]aa l a t e n s i ó ne s d e 7 2 0 0 l b / p u l 9 2 r r . s i s r t ' r r . ia¡l r ' r t e r , r , l u i g i l O l b / p u l 9 2 para metálicas láminas de refuerzos para aeronaves, A¡rlic.aci.'es:unió' cle.irr"l"l.'v p.i,eles alveolaclos electrónica' larninadorle vigas cle madera, sellosen autorn
Acrílicos tnorlifi<arlos

Ci a t t o a c ' r i l a t t r

E¡rrixico

D e f u s i ó nc a l i e n t e

( ' i r r t a sy ¡ r t ' l í t : t t l a s
S i I i
Urelatr

en una o alnbassuperficiesde lar aclhesivo Métodos tle aplicación La aplicacié+realdel proporcionaunamues formas.La listasiguiente,aunqueincompleta' parlesse ohtielteelt cliversas en la industria[7,91: usadas tra rfc lastécnicas de cerdar .- tl¡tlicucitittcr¡ttltrt¡t'lttt.esta técnicaseejecutaen formamanualusandouna brocha tlurits.|-osrecubrimientosresu|tantesconfrecuencianosonuniformes. adhesivode ul son similaresa los rodillosde pinturapara aplicar ,. lltttlillttsiltrutuol(s,éstos cottletlecltlr Platto. .-

para sólo cubrir las áreas seleccionada este luétocto inrplica aplicar el aclhesivo Sarigr.tt.f'ít¡,

c|elasuper.ficieclelaparteatravésdeáreasabiertasenlapantalla. a presiónde operaciónmanualparaun con pistolascleflujo alimentaclas utiliz-an - Por..t''lujo,se que con brocha' trol ttláscollsistetlte por aire (o sin aire impulsacla alottizació,¡,se usauna pistolacleaspersión r-¡ - Pot. us¡tt,t'sitirt o difícilesde alcanzar' utraaplicaciónrápidasobreáreasgrandes par¿r y boquillasautomática despachadores (tutotll(iti{'os, éstosincluyencliversos .- Cottu¡tlicudores mediasy altas'La figura 30'13ilus de produccióna velocidades para¡sarseerraplicaciones tra el ttsocleutl surtidorparaensamble'

\

786

Capítulo 30 / Soldadurasfuerte, blanda y pegado con t¡nionesadhesivas

F l ( l t J R A 3 0 . i 3 F l . r r l h t ' s t v rs¡t : . r 1 r l ia< r n t ' r l i a n t et ¡ n s t ¡ r t i t l o r t,.rrírlrnr.rrn.rrtr¡¿l¡ l.¡s <:t¡lltrtll¿rlt¡ p a r t e sd e l a u n i ó n ( l u r a n t ee l e n s a n r l ; l e( c o r t e s í .<¡ l eE F D ,l n c . ) .

- Recubrimientomedianterodillo, es una técnicamecanizadaen la cual se sumergeparcialmenteun rodillo rotatorioen una vasijacon adhesivolíquido y recogeun recubrimientodel el cual se transfieredespuésa la superficiede tlabajo.La figura30.14 ntuestrauna aclhesivo, (poi e.iemplo,papel, aplicaciónposible,en la cual el trabajoes un materialflexible clelgaclo tela,cueroo plástico).Se usanvariablesde estemétodopararecubrircon adhesivtltnaclera, grandes. de madera,cartonesy materialessimilaresen áreascon superficies compuestos Ventajasy limitaciones Las ventajasde las unionesadhesivasson: l) el procesoes apliy seccioclif'erenles 2) es posibleunir partesclelam¿rños cablea una ampliavariedadde materiales; 3) la uniónocurresobre (laspartesfrágilessepegan¡nedianteunionesadiresivas); nestransversales como en o a lo largode engargolados, el áreacompletade la unión,y no sólo en puntosseparados en el iírea;4) algunos se distribtryett por fusión;por tanfo,las tensiones la soldadura ¡torcottrplcto en adhesivossonflexiblesdespuésde la unión y por lo tantotoleranunacargacíclicay clif'erencias

F t ( ; r . l R lAo . t 4

Materialflexible

f i t , tu l ¡ r ' inr i t ' r r l r ¡ l l t , lri . u l l t ' r o r l i l l oc o r r ¿ < l h e s i v soo l l r e : r n a t e r i . r l efsl e x i t r l e sy rlel¡;arlos,tales conrr-r¡ra¡rel, t e l , ro ¡ r o l í n r t , r olsl t ' r i l r l e s .

Rodillode apoyo

para recubrimiento Adhesivo Becipiente

de repaso Preguntas

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evitadañosa las 5) el vulcanizadoa bajatemperatura la expansiónrérnricaclelas partesadheridas; y frepurt6 qu" se unen;6; es poiiUte obtenerun selladoal mismo tiempoque la adhesión 7) con sin incorplanas dos superficies se unen cuenciase sirnplificael diseñode uniones;por ejemplo, talescomo orificiosparatomillos' de partesespeciales porarcaracterísticas no son tecnologíason: l) las unionesgeneralmente de esta Las principaleslimitaciones que materiales con los compatible ser tan fuertescomo con otros métodos;2) el adhesivodebe y la limpieza se van a unir; 3) las temperaturasde servicio son limitadas;(4) son importantes antesde la aplicacióndel adhesivo;5) los tiemposde vulcaniclelas superficies la preparacitin la inspecciónde la y ,oi.i,in puecle¡inrponerun lírnite sobrelas velocidadesde producción 6) runirinttlhetida es difícil clerealizar'

R E F E R E N C IB AISI ] L I O C RF I C A S Bilotta. A. J., (lttnttcttit¡tt.titt Electn¡nicAssentblies, Marcel Dekker.Irlc.,New York. l9tl-5. l2l Bralla. J. G., Ilandttt¡ok of Pttxluct Designfor Martu' York' 1986' facturing, McGraw-l-lill Book Co., New Chapter7. t31 Brazing Manual, Alnerican Welding Society, New York, 1963. 'lechnolog'"v,Prentice 141Cary, H. 8., Modetlt \\:t'ldittg Hall, EnglewooclCliff's.N.J.. 1979,Chapters6, 7' "The Stickl' $¡¡-Steps for Selecting tsl Doyle, D. J" Aclhesives,"Matrufot'trtringI"ngineerirrg,June 1991,

ttt

t6t t7t t8l

pp. 39-43. s ,h e n t ' H a r t s h o r nS. . R . ( e t l i t o r.), \ t t ' t t t ' t u r aAl d h e s i v e C PlentrrrlPress,New York, 1986' isrtt' att¿iTechnologt'. l-a¡rrbert.L.. P., Sotdct'in,qfor I:lectrottit' Assentblies, [\'larcelDekker.lllc.. Nerv Vtrk' 1988' L i n c o l n ,8 . , G o n l e s ,K ' J . . a r l dB r a d e nJ. ' F ' , M e c h a t t i oJ' Plustit's.Marcel Dekker, Irlc'' New t'ul I;oslcttitt¡1

"Adhesives in Manufacturing," Proiect [9] Minniti, A., Report, ManufacturingSystemsEngineeringProgram, Lehigh UniversitY,APril 1990' Vol' 2, ll0l Obrien, R. L., Welding Handbook,8th ed', Miami, Society, Welding P rocesses,American Welding 1 3 . 1 2 ' C h a P t e r s F l a . ,1 9 9 1 , Schneberger,G. L. (editor), Adhesivesin Manufactur' Il] ing, Marcel Dekker, Inc', New York' 1983' Butterworths [[|2] Shields,J., AdhesivesHandbook,3rded', & Co. Ltd., London, 1984' Skeist,I. (editor),Handbookof Adhesives,2nded', Van 31 il NostrandReinhold Company,New York, 1977' Society, New ll4l Sotdering Manual, American Welding York, 1959. C., and Veilleux, R' F,, Tool and Manufacturing Wick, | 5] [ Engineersllandbook,4th ed., Vol' 4, Quality Control and Assentbly, Society of Manufacturing Engineers, Dearborn,Mich., 1987,Chaptersl0' I I '

York. 1984.

PRECN U T A SD E REPASO otros procesosde soldadurapor 3 0 r. . ¿,Enqué son dif.erentesla sol{adurafuerte y la soldadurablandade fusión?

blandade otros 3 0 . 2 .;,Enqué sondiferentesla soldaclurafuertey la solclaclura

procesosde soldadurade esta-

do sólido'?

es la diferenciatécnicaentrela soldadurafuertey la soldadurablanda? 3 0 . 3 .¿,Cuirl blandaen lugar de la soldadura 30.4. ¿,nai.lque circunstanciasse prefierela soldaclurafuerteo la sotdadura por fusión'?

frecuenciaen la soldadurafuerto?

30.-5.¿,cuat., son los dos tipos de unionesque se usancon rnayof d" unionesparamejorarla resistenciade 30.6. Por lo generalse hacencierfoscambiosen la configuru.lón

fuerte'.Cuálesson algunosde estoscambios? unioneshechascon solcladura por todala uniónmedianteaccióncapi3 0 . 7 .El nre(alcleaportefundicltlen la soldadurafuerteseáistribuye es la accióncapilar'/ lar.¿,Qtrc< fuerte? de un fundenteparasoldadura cleseables son las.aru.terísticas .10.8.¿.Cuáles -r0.9.¿Quées solcladrrra fre,'te por imnet'sión'! soldadura Defina t0. 30. fucrte por Jfusión' y limitacionesde la soldadurafuerte? de Ias clesventajas a|gunas son 1 . 3 0 . ¿,Ctráles en las soldadurasblandas? son los closriletalesparaaleaciónnráscomunesusados 30.l 2. ¿,Cuáles con muchafrecuenciaen la industria? utilicen no se fundentes y los 30.I 3. ¿,Cuhles la causade que la ,".in", manual? 30.l 4. ¡,Palaqué sirvela putrlade url hierroen la soldadurablanda

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capítulo 3o / soldadurasfuerte, l;landa y pegaclocon ttnioncs ¿rlhesiv¿s

30.15. ¿Quées soldaduraen olas? de unióninduslrial' blandacomoun proceso a la soldadura confrecuencia queseatribuyen 30.16. Enlistelasventajas de la soldaduraulanda? son las desventajas 30.11. ¿Cuáles estruc'tural? adhesit'o término el significa 30.18. ¿Qué para unir.¿Quésignificael lérminovulcanizar'l vulcanizarse 30.19. Un adhesivodebe usadosparavulcanizalun adhesivo? métodos 30.20. ¿Cuálesson algunosde los comerciales. de básicas los adhesivos 30.21. Nombrelas trescategorías éxito una operaciónde unión adhesiva'l que tenga para 30.22. ¿Cuáles una precondiciónimportante inde pro
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C U E S T I O N A R ID OE O P C I O NM U L T I P L E porcentualde la l.a calific¿tcirin correctasen el siguientecueslionario. FIayun total de 24 respuestas pruebadeberábasarseen estetotal. ¿rtl'10oF ('1.50'('),nlienstt¡teriot'es a tenrperatt¡r¿ts 30.l. En la soldadurafuerte,los metalesbasese funcle¡r 'C) o ¡t¡c¡los: "F a) cielroo h) tllstl. trasque en la soldadurablandase fundena 840 (.150 tlc tlllllttttititt lit rcsislcllciit ttorltlal¡ltr:tltc cs 30.2. En relacióncon el metalde aportecon la c¡trcsehacc,¿,cóttto (llle t¡ttc. ntiis tlóbil ¡r c) hechacon soldadurafuerle?:a) iguala, b) lll¿isftlerlc ilnplicaerlvtllvet cotl tttlilcha¡ralastlos ¡rittlcs fuerteclcuna uniónentltalnrada 30.3.El biseladoen la solcladura (lttratllc':lpLoceso u) cierdc caleIllalllientrl: el melalde aporleftrndidr¡ quesevana unir,paraquecontenga to o b) falso. a 0.025 tuertesotr:a) (|.(XX)la 0.001pulg (0.(X)2-5 en la soldadura enrrelas superficies separaciones Las 30.4. ( 0 . 2 5 0 a 2 . 5 0m n r )o t l ) 0 . 1 0a 0 . 2 m m ) ,b ) 0 . 0 0 1a 0 . 0 1 0p u l g( 0 . 0 2 5a 0 . 2 5 0r n m ) ,c ) ( 0 . 0 1 0a 0 . 1 ( Xp) t r l g pulg(2.5a 5.0mm). fuerte?(Puedesermásde una.)a) pueden 30.5.¿Cuálclelas siguientesopcioneses una ventajaen la solcladura c) se requierentenoscalor simultánea, ftrnrra en uniones varias unirsemetalesdistintos,b) puedenhacerse por firsión. la soldadura en fue(e c¡ue nl¿ís es d) la unión y energíaqueen la soldadurapor fusión, (Puedesernrás ltrcrtc'l para soldadtrra no se t¡sa blanda 30.6.¿Cuálde los siguientesmétodosde soldadura tl) sokladura soltladttlit, llicllo c) por irtrttcrsitirl, b) soltladura con sclplcte, ¡rat'it de uno.) a) solclaclura en olas. infrarrojay e) soldadura ftte¡leo la soldadurablanopcionesno esunafunciónde un fitndenteett la soltlatlttl'a 30,7.¿Cuálde lassiguientes de lassuperfila hunlidil'icación da?a) removero inhibir la formaciónde películasde óxido, b) pronxrver tlel nretal adhesitilt pa¡'i¡ Ine.ior a fin de aumetllarla as¡rereza tlna lassuperficies cies,c) atacarquírnicamente duranteel proccso' empalnlantes de aporte,o d) protegerlassuperficies 30.8.¿Quétipo clefunclentesclesoldadurablandase prefiereparacollexioneseléctl'icas)'clectl'tllticas'? ittortiilricostales orginicossolublcsitl itgtrilo c) ftt¡ltlctltcs cleresinanatural,h) funclentes a) funclentes como el clorurode zinc.

tlc t¡llo.) sct'rtt¿is blalltllr'l(PLlctlc pat'as