Practica Unidades 30 Y 31.docx

Pontificia Universidad Católica Madre y Maestra Campus Santo Tomás de Aquino Facultad Ciencias de la Ingeniería Departamento de Ingeniería Industrial

Asignatura: Ing. Fabricación

Tema: Preguntas de repaso y cuestionario de opción múltiple Fundamentos Y Procesos De Soldadura Maestro: German Bello

Sustentantes: Nicole Tapia 2014-5451 Ana Cordero 2014-5250 Carolina Lluberes 2014-5376

Preguntas de repaso: 30.1 Cuáles son las ventajas y desventajas de la soldadura en comparación con otros tipos de operaciones de ensamble? Ventajas: La soldadura proporciona una unión permanente. La unión soldada puede ser más fuertes que los materiales originales. La soldadura es la forma más económica de unir componentes. La soldadura no se limita al ambiente de fábrica. Puede realizarse “en el campo”. Desventajas: La mayoría de las operaciones de soldadura se realizan en forma manual y son caras en términos de costo de mano de obra. La mayoría de los procesos de soldadura son inherentemente peligrosos debido a que implican el uso de mucha energía. Como la soldadura logra una unión permanente entre los componentes, no permite un desensamble adecuado. La unión soldada puede tener ciertos defectos de calidad que son difíciles de detectar y que pueden reducir la resistencia de la unión.

30.2 Cuáles fueron los dos descubrimientos de Sir Humphrey Davy que condujeron al desarrollo de la tecnología de soldadura moderna? El arco eléctrico y el gas acetileno. 30.3 Qué significa el término superficie de empalme? Son las superficies de la pieza que están en contacto o muy cercanas para ser unidas. 30.4. Defina el término soldadura por fusión. La soldadura por fusión es aquella que utiliza calor para fundir los metales base; en muchas operaciones se agrega un metal de relleno a la combinación fundida para facilitar el proceso y proporcionar volumen y resistencia a la unión soldada.

30.5 Cuál es la diferencia fundamental entre una soldadura por fusión y una soldadura por estado sólido? La soldadura por fusión funde los metales base empleando calor y en ocasiones utiliza un metal de relleno, mientras que la soldadura por estado sólido solo se aplica presión o una combinación de presión y calor para la unión, sin uso de metal de relleno.

30.6 Qué es una soldadura autógena? Es una soldadura por fusión en la cual no se agrega un metal de relleno. 30.7 Analice las razones por las que casi todas las operaciones de soldadura son inherentemente peligrosas. Las operaciones de soldadura son peligrosas debido a la gran cantidad de energía que requieren, las altas temperaturas de los metales fundidos en la soldadura son un peligro obvio. En la soldadura con gas y los combustibles como el acetileno, el soldador corre el riesgo de incendiarse, en muchos procesos de soldadura se emplea corriente eléctrica, por lo que también se corre el riesgo de sufrir una descarga, además el tipo de soldadura con arco eléctrico emite radiación ultravioleta, la cual es peligrosa para los ojos. 30.8 Cuál es la diferencia entre la soldadura con máquina y la soldadura automática? En la soldadura con máquina el trabajador debe observar continuamente e interactuar con el equipo, mientras que la soldadura automática es un controlador del ciclo de soldadura para regular el movimiento del arco eléctrico y la posición de la pieza de trabajo sin atención humana continua. 30.9 Mencione y dibuje los cinco tipos de uniones.

30.10 Defina y dibuje una soldadura de filete. Es aquella que se utiliza para rellenar los bordes de las placas creadas mediante uniones de esquina, sobrepuestas y en te, en la que se usa un metal de relleno para proporcionar una sección transversal con una forma aproximada a la de un triángulo recto.

30.11 Defina y dibuje una soldadura con surco. Es aquella que requiere que se moldeen las orillas de las piezas en un surco para facilitar la penetración de la soldadura. Se utiliza un metal de relleno para saturar la unión mediante soldadura con arco eléctrico o con oxígeno y gas combustible.

30.12 Por qué es diferente una soldadura en superficie a otros tipos de soldadura? Porque no se usa para unir piezas, sino para depositar material relleno sobre la superficie de una pieza, donde el propósito es aumentar el espesor de la placa o proporcionar un recubrimiento protector sobre la superficie. 30.13 Por qué es deseable usar fuentes de energía para soldadura que tengan densidades caloríficas altas? Porque permite que la fusión entre metales se produzca de manera rápida, ya que a bajas densidades caloríficas se requiere una gran cantidad de tiempo para producir la fusión. 30.14 Qué es la energía de fusión unitaria en la soldadura y cuáles son los factores de los que depende? La energía de fusión unitaria es la cantidad de calor requerida para fundir una unidad de volumen de metal, empezando a temperatura ambiente y depende de: El calor para elevar la temperatura del metal sólido a su punto de fusión.

El punto de fusión del metal. El calor para transformar el metal de la fase sólida a la líquida en el punto de fusión. 30.15 Defina y distinga los términos factor de transferencia de calor y factor de fusión en la soldadura. Factor de transferencia de calor: Es la razón del calor real que recibe la pieza de trabajo dividida entre el calor total que genera la fuente. Factor de fusión: Es la proporción de calor que recibe la superficie de trabajo que puede usarse para fusión. 30.16 Qué es la zona afectada por el calor (HAZ) en una soldadura por fusión? Es la zona en la cual el metal ha experimentado temperaturas menores a su punto de fusión, aunque lo suficientemente altas para producir cambios micro estructurales en el metal sólido.

Cuestionario de opción múltiple: 30.1 Solo puede ejecutarse una soldadura sobre metales que tienen el mismo punto de fusión; de lo contrario, el metal con la temperatura de fusión más baja siempre se derrite mientras que el otro permanece sólido: a) Verdadero b) Falso 30.2 Una soldadura de filete puede usarse para unir cuál de los siguientes tipos de juntas? (tres respuestas correctas): a) Empalmada b) De esquina c) De bordes d) Superpuesta e) En te

30.3 Una soldadura de filete tiene una forma de sección transversal que es aproximadamente: a) Rectangular b) Redonda c) Cuadrada o d) Triangular

30.4 Las soldaduras con surco se asocian más estrechamente con cuál de los siguientes tipos de unión?

a) Empalmada b) De esquina

c) De bordes d) Superpuesta o e) En te

30.5 Una soldadura de reborde se asocia más estrechamente con cuál de los siguientes tipos de unión?

a) Empalmada b) De esquina

c) De bordes d) Sobrepuesta o e) En te

30.6 Por razones metalurgicas, resulta deseable fundir el metal de soldadura con el mínimo ingreso de energía. Cuál de las siguientes fuentes de calor es la más consistente con este objetivo?:

a) Potencia alta

b) Densidad de potencia alta

c) Potencia baja o

d) Densidad de potencia baja

30.7 La cantidad de calor requerido para fundir un volumen determinado de metal depende mucho de cuál de las siguientes propiedades? (Las tres mejores respuestas):

a) Coeficiente de expansión térmica b) Calor de fusión c) Temperatura de fusión d) Modulo de elasticidad e) Calor específico f) Conductividad térmica y g) Difusividad térmica

30.8 El factor de transferencia de calor en soldadura se define correctamente mediante cuál de las siguientes descripciones? : a) La proporción de calor recibido en la superficie de trabajo que se usa para la fusión b) La proporción del calor total generado en la fuente que se recibe en la superficie de trabajo c) La proporción del calor total generado en la fuente que se usa para la fusión o d) La proporción del calor total generado en la fuente que se usa para la soldadura.

30.9 El factor de fusión en la soldadura se define correctamente mediante cuál de las siguientes descripciones?:

a) La proporción de calor recibido en la superficie de trabajo que se usa para la fusión b) La proporción del calor total generado en la fuente que se recibe en la superficie de trabajo c) La proporción de calor total generado en la fuente que se usa para la fusión d) La proporción del calor total generado en la fuente que se usa para la soldadura

30.10 En una soldadura siempre ocurren fallas en la zona de fusión de la unión soldada, puesto que ésta es la parte de la unión que se ha fundido:

a) Verdadero o b) Falso

Preguntas de repaso: 31.1 Mencione los grupos principales de los procesos incluidos en la soldadura por fusión. La soldadura con arco, soldadura por resistencia, soldadura con oxígeno y gas combustible. 31.2 Cuál es la característica fundamental que distingue la soldadura por fusión de la soldadura de estado sólido? En la soldadura por fusión se funden las dos superficies que se van a unir y en algunos casos se añade un metal de relleno, mientras que la soldadura por estado sólido se utilizar calor, o presión para unir los metales, pero no se funden ni se agrega metal de relleno. 31.3 Defina que es un arco eléctrico. Es una descarga de corriente eléctrica a través de una separación en un circuito. 31.4 Qué significan los términos tiempo con el arco encendido y tiempo de arco? Tiempo de arco se refiere a la productividad, también llamado tiempo de arco encendido, es decir, la proporción de las horas trabajadas en las que se obtiene una soldadura con arco.

31.5 Los electrodos en la soldadura con arco se dividen en dos categorías. Menciona y defina los dos tipos. Los electrodos consumibles: Proporcionan el metal de relleno en la soldadura con arco. Los electrodos no consumibles: Están hechos de tungsteno, los cuales resisten la fusión mediante el arco. Un electrodo no consumible se desgasta en forma gradual durante el proceso de soldadura. 31.6 Cuáles son los dos métodos básicos para proteger el arco? Cubrir la punta del electrodo, el arco y el pozo de soldadura fundida con un manto de gas o fundente. 31.7 Por qué es mayor el factor de transferencia de calor en los procesos de soldadura con arco que utilizan electrodos consumibles que aquellos que usan electrodos no consumibles? El factor de transferencia de calor es mayor para los procesos que utilizan electrodos consumibles debido a que la mayoría del calor consumido para fundir el electrodo se transfiere al trabajo como metal fundido, mientras que en el proceso de electrodo no consumible se reduce más el calor disponible para la soldadura. 31.8 Describa el proceso de soldadura con arco de metal protegido (SMAW). Es un proceso que usa un electrodo consumible y consiste en una varilla de metal de relleno recubierta con materiales químicos que proporcionan un fundente y protección. El calor del proceso de soldadura funde el recubrimiento y proporciona una atmosfera protectora y escoria para la operación de soldadura. 31.9 Por qué es difícil de automatizar el proceso de soldadura con arco de metal protegido (SMAW)? Porque las varillas de electrodos consumibles deben cambiarse de forma periódica a causa del desgaste lo que reduce el tiempo del arco, también el nivel de corriente que debe usarse, ya que mientras varía la longitud del electrodo afecta el calentamiento de la resistencia y puede sobrecalentarse el recubrimiento. 31.10 Describa la soldadura con arco sumergido (SAW) Es un proceso que usa un electrodo de alambre desnudo consumible continuo y el arco se protege mediante una cobertura de fundente granular. El alambre de electrodo se alimenta en forma automática desde un rollo hacia dentro del arco, el fundente se introduce a la unión ligeramente adelante del arco de la soldadura, el manto del fundente granular cubre por completo la operación de soldadura de arco evitando chispas, salpicaduras y radiaciones que son muy peligrosas.

31.11 Por qué son mucho más altas las temperaturas en las soldaduras por arco de plasma que en otros procesos de AW? Debido a la estrechez del arco, la potencia se concentra mucho para producir un chorro de plasma de un diámetro pequeño y una densidad de potencia muy alta. 31.12 Defina soldadura por resistencia. Es un grupo de procesos de soldadura por fusión que utiliza una combinación de calor y presión para obtener la coalescencia; el calor se genera mediante una resistencia eléctrica dirigida hacia el flujo de corriente en la unión que se va a soldar. 31.13 Cuáles son las propiedades deseables para que un metal proporcione buena soldabilidad para la soldadura por resistencia? La situación ideal es que las superficies de empalme tengan la resistencia más grande de la suma. Utilizando metales con resistividades bajas. El acabado de la superficie de los metales, la limpieza, el área de contacto y la presión. 31.14 Describa la secuencia de pasos en el ciclo de una operación de soldadura de puntos por resistencia. 12345-

Las piezas se insertan entre los electrodos abiertos Los electrodos se cierran y se aplica una fuerza Tiempo de soldadura, se activa la corriente Se desactiva la corriente pero se mantiene o se aumenta la fuerza Se abren los electrodos y se remueve el ensamble soldado.

31.15 Qué es una soldadura de proyección por resistencia? Es un proceso de soldadura por resistencia en el cual ocurre la coalescencia en uno o más puntos de contacto relativamente pequeños sobre las piezas. 31.16 Describa la soldadura de alambre transversal. En este proceso, las superficies de los alambres redondos que hacen contacto funcionan como las proyecciones y permiten ubicar el calor de resistencia para la soldadura.

31.17 Por qué se prefiere el proceso de soldadura con oxiacetileno sobre los otros procesos de soldadura con oxígeno y gas combustible?

Porque soporta temperaturas más altas que cualquiera de los otros procesos de soldadura.

31.18 Defina la soldadura por gas a presión. Es un proceso de soldadura por fusión, mediante el cual se obtiene la coalescencia sobre todas las superficies de contacto de las dos piezas, calentándolas con una mezcla de combustible apropiada y después aplicando presión para unir las superficies. 31.19 La soldadura con haz de electrones tiene una desventaja importante en las aplicaciones de alta producción. Cuál es esa desventaja? El proceso debe realizarse en una cámara de vacío para evitar que las moléculas de aire trastornaran el haz de electrones, además del tiempo que se requiere para vaciar la cámara antes de la soldadura aproximadamente de una hora. 31.20 La soldadura con haz láser y la soldadura con haz de electrones se comparan con frecuencia debido a que ambas producen densidades de potencia muy altas. La LBW tiene ciertas ventajas sobre la EBW. Cuáles son esas ventajas? No se requiere una cámara de vacío No se emiten rayos X y los rayos láser pueden enfocarse y dirigirse mediante lentes ópticos y espejos 31.21 En la actualidad, existen varias diferencias entre la soldadura por forjado y el proceso de soldadura original. Mencione estas diferencias. Los componentes que se van a unir se calientan a una temperatura de trabajo y después se forjan juntos por medio de un martillo u otro medio. Se requiere la habilidad del artesano que lo realiza para obtener una buena soldadura bajo las normas actuales. 31.22 Describa y distinga los dos tipos básicos de soldadura por fricción. Soldadura por fricción de conducción continua, donde se dirige una pieza a una velocidad de rotación constante y se impone un contacto con la pieza estacionaria a cierto nivel de fuerza, para que se genere calor por fricción en la interfaz. Soldadura por fricción con inercia, donde la pieza rotaria se conecta a un volante, el cual acelera a una velocidad predeterminada. Después se conecta el volante del motor de conducción y se aprietan las piezas. La energía cinética en el volante se disipa en forma de calor por fricción para producir la coalescencia en las superficies de empalme. 31.23 Qué es un sonotrodo en la soldadura ultrasónica? Es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en un movimiento vibratorio de alta frecuencia. 31.24 La deformación (combadura) es un problema serio en la soldadura por fusión, en particular de la soldadura con arco. Cuáles son algunas de las medidas que pueden tomarse para reducir la incidencia y el alcance de la deformación? Soportes de soldadura pueden usarse para limitar físicamente el movimiento de las piezas durante el proceso de soldadura. Inmersiones en caliente pueden usarse para eliminar rápidamente el calor de las secciones de las piezas soldadas y así reducir la distorsión. Soldadura de tachuelas en múltiples puntos a lo largo de la unión, para crear una estructura rígida antes de una soldadura de costura continúa.

Condiciones para la soldadura (velocidad, cantidad de metal de relleno usado, etcétera) pueden usarse para reducir la combadura. Precalentamiento de las piezas base, para reducir el nivel de esfuerzo térmico que experimentan las piezas. Liberación de esfuerzo mediante un tratamiento térmico en el ensamble soldado, ya sea en un horno para soldaduras pequeñas o usando métodos que puedan realizarse en el campo para estructuras grandes. Diseño apropiado de la soldadura para reducir el grado de combadura. 31.25 Cuáles son algunos de los defectos importantes de la soldadura? Grietas, Cavidades, Huecos de encogimiento, Inclusiones sólidas, Fusión incompleta, Forma imperfecta, Golpes de arco, Salpicadura excesiva. 31.26 Cuáles son las tres categorías básicas de técnica de inspección y prueba usadas para las soldaduras? Mencione algunas inspecciones o pruebas comunes en cada categoría. Visuales: el apego a las especificaciones de dimensión en el dibujo de la pieza, combaduras, grietas, cavidades. No destructivos: Las pruebas de tinturas penetrantes y penetrantes fluorescentes, pruebas de partículas magnéticas, prueba ultrasónica, la prueba radiográfica. Destructivos: Pruebas mecánicas y pruebas metalúrgicas. 31.27 Cuáles son los factores que afectan la soldabilidad? El proceso de soldadura, las propiedades del metal base, el metal de relleno y las condiciones de la superficie. 31.28 Cuáles son algunas de las directrices de diseño para las soldaduras fabricadas mediante soldadura con arco? Es importante ajustar las piezas que se van a soldar para mantener el control de las dimensiones y minimizar la distorsión. El ensamble debe proporcionar un espacio accesible con el fin de permitir que la pistola de soldadura alcance el área de trabajo. El diseño del ensamble, cuando sea posible debe permitir que se realice una soldadura plana, dado que esta es la posición de trabajo más conveniente y rápida.