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PROCESOS DE UNIÓN - Contenido educativo

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Subido el 9 de agosto de 2018 por Isabel L.

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Bueno, entramos en la última de las lecciones que son los procesos de unión. 00:00:02
Todos estos procesos que se hacen en la industria con la finalidad de obtener objetos técnicos 00:00:11
son fundamentales e importantísimos y nosotros realmente no hemos profundizado en ellos 00:00:17
porque habría mucho más que profundizar y en el mundo de la tecnología 00:00:24
suponen una parte importante de lo que es la producción. 00:00:30
Pero bueno, al igual que el resto, vamos a hacer una introducción a los conceptos más importantes. 00:00:37
Veremos primero una pequeña clasificación y después una descripción de algunos de los más interesantes 00:00:45
y los más utilizados, como las uniones desmontables, remaches, adhesivos, los ajustes por presión 00:00:52
y las soldaduras. Bueno, yo creo que todos en el taller os acordáis que una vez que 00:01:01
teníamos todas las piezas había que unirlas. Y bueno, en excepciones muy puntuales, que 00:01:09
A lo mejor se hacía alguna unión con clavos o incluso con tornillos. 00:01:17
Lo más común era cogerse la maravillosa pistola de termofusible y montar nuestros proyectos y hacer nuestros proyectos. 00:01:25
Bueno, la pistola de termofusible es una unión, por supuesto, es una unión por adhesivo, pero ya veíamos que es una unión muy débil. 00:01:35
que no resiste apenas esfuerzos mecánicos. Y esto no se puede permitir en el mundo real. 00:01:47
Estas marquetas, pues sí, porque además al final de curso las desmontamos, incluso se agradecía que las uniones no fueran fuertes. 00:01:55
Pero en el mundo real las uniones tienen que ser resistentes, tienen que ser capaces de soportar esfuerzos 00:02:04
y de no restar funcionabilidad a las piezas que nosotros estamos teniendo, incluso darles una mayor funcionalidad. 00:02:12
Por ese motivo, este capítulo es tan importante dentro de lo que son las técnicas de fabricación. 00:02:25
Se pueden hacer muchas clasificaciones de los procesos de unión 00:02:33
Pero esta quizás sea una de las más clásicas 00:02:39
Cuando nosotros unimos dos piezas 00:02:43
Podemos pretender que esas uniones sean reversibles 00:02:46
Que se puedan montar y desmontar 00:02:51
Podemos tener uniones desmontables 00:02:53
O por el contrario podemos tener, que es la mayor parte de las veces 00:02:55
uniones fijas, porque evidentemente muchas veces los volúmenes no se pueden conseguir con una sola pieza 00:03:01
y además pues muchas veces esos volúmenes tienen que tener huecos y todo eso pues hace que las uniones fijas sean necesarias 00:03:08
y que las uniones desmontables también lo sean porque pues en determinados momentos tendremos que acceder a determinados elementos 00:03:18
que se pueden averiar y tienen que poder ser reparados, por lo tanto tienen que tener una fácil accesibilidad. 00:03:28
Una pieza, si ponemos una unión fija, esa accesibilidad no es fácil, no es factible. 00:03:36
Bueno, pues esa sería la primera clasificación. 00:03:43
Ahora, a partir de ahí, pues tenemos distintas subclasificaciones, ¿no? 00:03:46
tenemos uniones que pueden ser desmontables a base de elementos roscados 00:03:51
o a base de elementos que no son roscados 00:03:57
y por ahí empezaremos nuestra descriptiva 00:03:59
y luego dentro de las uniones fijas 00:04:02
por ejemplo hemos hablado de los adhesivos 00:04:05
que es una unión fija que además cada día está cobrando mayor fuerza 00:04:08
porque los polímeros cada vez se desarrollan mejor 00:04:14
y los polímeros son las bases de la mayor parte de los adhesivos sintéticos. 00:04:19
Entonces, hoy en día hay muchas piezas que antes se soldaban 00:04:24
y que hoy en día lo que se hacen es utilizar algún tipo de adhesivo 00:04:28
y hacer incluso lo que se conoce como soldaduras frías. 00:04:33
Las soldaduras frías, que antes eran a base de cementos, 00:04:38
pues ahora en muchos casos son a base de adhesivos. 00:04:42
Aparte de esto, evidentemente la soldadura quizás sea el proceso más característico de este tipo de uniones fijas, aunque también veremos otros tipos de uniones que son funcionalmente muy interesantes. 00:04:45
con las uniones desmontables 00:05:02
y dentro de las uniones desmontables 00:05:06
la más básica o la más característica 00:05:09
sea la unión mediante tornillos 00:05:13
tornillos que en principio podríamos diferenciar 00:05:15
entre los tornillos y los tirafondos 00:05:18
tornillos para uniones metálicas 00:05:20
y tirafondos para el caso de las maderas y los plásticos 00:05:22
el tornillo ya lo hemos visto cuando hemos visto elementos de máquina 00:05:25
Y lo hemos estudiado como un mecanismo capaz de transformar el movimiento rotativo en movimiento de desplazamiento. 00:05:29
Porque realmente si yo desarrollo un tornillo, la rosca es un plano inclinado. 00:05:40
Y lo que está sucediendo es que por ese plano inclinado va subiendo la tuerca. 00:05:48
Los tornillos, pues bueno, podemos decir que tienen varias características. 00:05:54
tendría lo que es el diámetro base del tornillo eso me indica su métrica entonces las métricas 00:05:58
de los tornillos son muy importantes pero además de la métrica las roscas son también fundamentales 00:06:08
el paso es decir el deslizamiento en cada giro del tornillo eso es el paso del tornillo el paso 00:06:14
es parte fundamental y característica de los tornillos. 00:06:24
Y luego otra parte también muy importante son las cabezas de los tornillos, 00:06:28
cómo son las cabezas de los tornillos. 00:06:33
Entonces, teniendo en cuenta, pues podemos hacer una clasificación de los tornillos 00:06:35
en función de su cabeza y su tipo de rosca. 00:06:40
Tenemos roscas cuadradas, roscas widthwork, tenemos cabezas planas, 00:06:45
planas, cabezas hexagonales, cabezas avallanadas y lo mismo le ocurre a las tuercas. Tenemos 00:06:50
tuercas cuadradas, tuercas hexagonales, tuercas en mariposa. Y una característica muy importante 00:06:57
de los taunillos, considerando lo que hemos dicho anteriormente, es lo que se conoce como 00:07:04
el nombre de par de apriete. Al tener que desplazar esa fuerza por ese plano inclinado, 00:07:08
hay una fuerza, por así decirlo, que es una fuerza máxima que podemos darle al tornillo 00:07:16
y eso es lo que se conoce con el nombre de parriapriete 00:07:23
y es también una característica de la calidad de los tornillos 00:07:26
porque si se supera, pues se rompe el tornillo, evidentemente 00:07:30
es otra característica técnica de los tornillos 00:07:33
Aparte de los tornillos, podemos tener unidades desmontables de otros tipos 00:07:36
Uno de los clásicos de las clásicas uniones desmontables es mediante pasadores 00:07:42
Dos piezas que se pueden encajar la una en la otra 00:07:48
Pero para evitar que se desmonte la unión 00:07:54
Ponemos pequeños pasadores, pequeños alambres metálicos o pasarelas 00:07:58
Entonces, un típico es lo que conocemos, muchas veces hemos visto en algunas uniones, que es el tornillo prisionero. 00:08:05
Los tornillos prisioneros muchas veces se utilizan en este tipo de uniones para conseguir que estén fijas durante el proceso de funcionamiento, 00:08:17
pero que se puedan desmontar con la existencia de ese tornillo prisionero, por ejemplo. 00:08:29
Luego, elementos, luego también es muy interesante, pues estas uniones que tenemos aquí, 00:08:36
que son las lengüetas y las chavetas, ¿no? 00:08:46
Las chavetas realmente son orificios de tipo herradura. 00:08:49
Entonces, pues podemos tener orificios en el macho y en la hembra, ¿no? 00:08:54
Entonces, mediante chavetas y chaveteros podemos conseguir, por ejemplo, en el caso de los ejes, es muy común que existan estas uniones con chaveta-chavetero con la finalidad de asegurar el giro del eje, por ejemplo, en un engranaje o en poleas, 00:08:59
para hacer un buen ajuste entre el engranaje o la polea y el eje 00:09:22
donde va a ser ese engranaje es muy común esta unión mediante chavetas y chaveteros 00:09:29
también son comunes las uniones utilizando lengüetas 00:09:35
que también de alguna forma son piezas que pueden ser planas, en disco, incluso atornilladas 00:09:40
y son piezas que permiten estas uniones. 00:09:51
Los manguitos, que se han hablado algunas veces, 00:09:55
pues también se pueden considerar como uniones de este tipo, desmontables, 00:10:00
porque son piezas que se colocan justamente para asegurar la unión, por ejemplo, entre dos ejes, 00:10:05
se puede hacer mediante un manguito, y bueno, es un típico unión desmontable, 00:10:10
que permiten, si hay algún tipo de avería, pues desmontar esa unión 00:10:16
y reemplazar la pieza que esté averiada. 00:10:21
Pasamos a las uniones fijas. 00:10:24
Hay varios tipos de uniones fijas, pero una de las más interesantes son los remaches. 00:10:29
Existen algunas aleaciones que las uniones solo se pueden hacer, por ejemplo, mediante remaches. 00:10:35
El típico caso es el de las uniones de dura aluminios. 00:10:43
Los aluminios ya sabemos que se pasivan, se cubren de una capa de alumina que queda adherida a la pieza 00:10:48
y eso impide que se puedan soldar, por ejemplo, con la soldadura del aluminio se puede hacer 00:10:56
pero bueno, son unas condiciones extremas, puede tener que ser una soldadura con una explosión previa para quitar la capa, etc. 00:11:02
En cambio, el remache en estos casos nos sirve para realizar esas uniones 00:11:10
si vemos el fuselaje de los aviones 00:11:17
la mayor parte del fuselaje de los aviones 00:11:20
está hecho a base de remaches 00:11:22
y el motivo es este 00:11:24
los aviones están, muchos de los aviones 00:11:25
están, ahora ya no tanto 00:11:28
pero los fuselajes 00:11:29
antiguos eran a base 00:11:32
aleaciones de aluminio 00:11:35
que se endurecían por envejecimiento 00:11:37
duraluminios, ilumines 00:11:40
entonces 00:11:42
en estos casos 00:11:43
para unir las distintas piezas del fuselaje 00:11:45
se empleaban remaches 00:11:49
un remache, una operación de remache 00:11:51
lo que hace es unir dos piezas 00:11:54
sobre todo generalmente son de chapa 00:11:56
piezas de chapa 00:11:57
se unen mediante la deformación plástica 00:11:59
de una tercera pieza que se pone entre ellas 00:12:02
que es un bulón 00:12:04
se mete el bulón entre los dos orificios 00:12:05
se le somete a una deformación plástica 00:12:09
y las dos piezas quedan unidas 00:12:11
por la formación plástica de este bulón. 00:12:14
Y es una unión, lógicamente, que solo se puede desmontar 00:12:16
si nosotros cerramos las cabezas de los remaches, si no, no. 00:12:18
Entonces, por ejemplo, en aeronáutica era muy típico 00:12:23
guardar los bulones de duro aluminio en una nevera. 00:12:26
Entonces, simplemente al presionar, ese trabajo que se hacía, 00:12:33
esa pequeña presión de realizar la operación de remachado, hacía que el propio abulón 00:12:39
se endureciera por precipitación y entonces quedaba el fuselaje del avión completado. 00:12:46
Y bueno, pues es la única unión, es la unión más importante del fuselaje de los aviones. 00:12:54
Problema de las uniones por remachado 00:13:01
Evidentemente están sometidas a esfuerzos de cortadura fuertes 00:13:06
Y estos esfuerzos de cortadura nos limitan el tipo de bulón que nosotros vamos a tener que poner 00:13:12
Entonces hay que hacer un estudio previo de las tensiones a las que van a estar sometidas estos bulones 00:13:19
para colocar el pulmón correcto y con la resistencia adecuada en otro otro tipo de 00:13:26
ajuste muy empleado en la industria son los ajustes por apriete a ver si yo tengo por 00:13:36
ejemplo el típico caso que hemos dicho antes del engranaje y el eje tengo un agujero y un 00:13:46
eje que tiene que encajar en ese agujero bueno puede suceder dos cosas la primera 00:13:55
dimensionalmente para que se produzca el encaje las dimensiones del agujero y del eje sean tales 00:14:04
que obligue a que los dos tengan que deformarse por lo menos elásticamente para poder encajar 00:14:13
Este es el caso de una unión con apriete 00:14:21
Y da lugar a una unión fija 00:14:24
Hemos hablado antes de los chaveteros, de las chavetas 00:14:27
Y hemos puesto este caso 00:14:32
Pues si encima tenemos, obligamos esto, mucho mejor 00:14:34
¿Cómo podemos hacer para hacer la unión? 00:14:38
Pues evidentemente hay que calentar el agujero para que se dilate 00:14:40
Y con el agujero caliente se mete el eje frío 00:14:44
Y entonces, una vez que se enfríe el agujero, las dos piezas quedan unidas por el apriete. 00:14:48
Pero en algunas ocasiones, justamente lo que nosotros queremos es que se permita ese giro. 00:14:54
Es decir, que en los ajustes dimensionales haya una pequeña ranura que permita el movimiento de uno sobre el otro. 00:15:00
entonces esto ha dado lugar 00:15:10
en la parte de diseño 00:15:12
a lo que se conoce con el nombre 00:15:14
de las tolerancias 00:15:16
y es curioso 00:15:18
porque nosotros tenemos que diferenciar muy bien 00:15:20
entre lo que es la tolerancia 00:15:22
y el error de la medida 00:15:24
y tenemos que jugar con esos dos factores 00:15:26
o sea, yo cuando hago 00:15:28
una comprobación, control de calidad 00:15:29
en la métrica, tengo que tener 00:15:32
la suficiente precisión 00:15:34
como para asegurar que las tolerancias están bien 00:15:36
porque si no, pues puede después haber problemas, ¿no? 00:15:39
Las tolerancias en los planos generalmente se indican con una letra que puede ser mayúscula o minúscula. 00:15:42
Es mayúscula para el agujero y es minúscula para el eje. 00:15:53
Entonces, dependiendo de lo que es el diámetro, digamos, base del agujero y el eje, 00:15:57
existen unos determinados números y con unas tablas podemos tabular cuáles son 00:16:06
las tolerancias para las piezas y los agujeros entonces después 00:16:12
considerando esas tolerancias podemos calcular el juego 00:16:19
y ver si vamos a dar lugar a una unión con apriete o si por el contrario 00:16:24
nuestra unión es con holgura y eso hay que tenerlo muy en cuenta y hay que ser 00:16:30
muy cuidadoso y tener muchísima precisión porque muchas veces estamos hablando de micras realmente 00:16:35
las deformaciones elásticas son muy pequeñas y con una pequeña información elástica suficiente 00:16:41
para que las las piezas encajen y la unión sea buena entonces bueno el problema es en la parte 00:16:46
de metrología el control de calidad de las dimensiones de las piezas que van a estar 00:16:56
unidad mediante este tipo de unión hay que tener mucho cuidado y que ser muy 00:17:01
cuidadosas ahí y en la parte del plano en la parte del diseño de la pieza 00:17:07
también en poner la tolerancia correcta para entender todo esto haremos algún 00:17:12
algún ejercicio en un médico lo que ya habíamos visto en un principio que son 00:17:17
las uniones con adhesivos que como hemos dicho que bueno 00:17:25
Los adhesivos cada vez están cobrando mayor importancia, lo que os he hablado antes de la unión de remaches en los fuselajes de los aviones, se está pensando por ejemplo hacer fuselajes de aviones que estén hechos con fibra de vidrio igual que el casco de los yates o con otros materiales que incluso sean más ligeros. 00:17:30
y en este tipo de materiales, estos materiales compuestos 00:17:50
las uniones ya no van a ser tanto con remaches 00:17:54
porque además el problema de la cortadura podría ser grave 00:17:57
porque podría causar grietas 00:18:00
sino que son uniones con adhesivos 00:18:02
los adhesivos pues ahora mismo hay muchísimas resinas 00:18:05
que se utilizan como adhesivos 00:18:09
y que dan lugar a uniones fuertes 00:18:11
y la industria de los procesos de producción 00:18:13
Se habla incluso de soldaduras frías y en algunos casos estas uniones por adhesivos se dan con soldaduras frías. 00:18:20
La unión con adhesivos no es sencilla. 00:18:29
Primero hay que hacer una preparación de la superficie, hay que aumentar la rugosidad, hay que limpiarla, eliminar la grasa, eliminar la suciedad. 00:18:32
Hay que aumentar la rugosidad porque aumentando la rugosidad a la hora de poner las capas de adhesivos vamos a tener mayor superficie de adhesión. 00:18:40
Y claro, el proceso de pegado es un proceso que implica física superficial y los procesos que hay son complejos. 00:18:49
Pueden ser tanto procesos físicos y pueden dar lugar, los procesos de tensión superficial, pueden dar lugar a buenas uniones por adhesivos 00:19:00
o incluso puede haber una interacción, como ocurre en el caso de la soldadura, entre el adhesivo y el propio sustrato. 00:19:08
En el caso de polímeros esto es así, podemos conseguir que el sustrato y el adhesivo lleguen a reaccionar químicamente y se den lugar a uniones francamente fuertes, tan fuertes como las que podríamos tener con una soldadura. 00:19:16
De ahí el nombre de soldadura fría. 00:19:32
Bueno, así llegamos ya al último de los procesos, uno de los más interesantes, tanto desde el punto de vista técnico como desde el punto de vista de la aplicación, que es la soldadura. 00:19:34
Las soldaduras pueden ser homogéneas y heterogéneas, dependiendo de que el material de aporte sea el mismo o sea diferente. 00:19:48
Dentro de las soldaduras homogéneas lo más común es hablar de la denominada soldadura blanda. 00:19:58
Y bueno, en las heterogéneas hablamos de la oxía cetilénica. 00:20:06
Realmente la diferencia entre una y otra, la vamos a ver ahora mismo, son las temperaturas de fusión del material de aporte. 00:20:10
Hay un tipo de soldadura que es la soldadura por puntos, que es una soldadura también muy interesante. 00:20:19
Consiste en coger dos chapas y hacer pasar una corriente eléctrica entre las dos. 00:20:25
El punto donde hay mayor resistencia es el punto justamente en el que está esa unión. 00:20:30
Y por efecto Joule, en ese punto se va a generar mayor cantidad de calor hasta el punto que puede incluso llegar a soldar la chapa. 00:20:36
Entonces la soldadura por puntos, las costuras de soldadura por puntos también se utilizan mucho en la industria para hacer carcasas y fuselajes. 00:20:47
La soldadura blanda, en el cual tenemos un soldador y un material de aporte. 00:20:58
Los materiales de aporte son materiales que tienen bajas temperaturas de fusión, por ejemplo, estaño, por ejemplo, plomo. 00:21:08
Se utiliza mucho la soldadura con estaño porque el estaño y la plata son solubles, entonces la plata puede aumentar la conductividad del estaño. 00:21:17
Entonces este tipo de soldadura, soldadura blanda, en el que el estaño se puede fundir con pequeñas temperaturas con un soldador eléctrico, se utiliza mucho dentro de la unidad eléctrica, electricidad y electrónica. 00:21:28
Por eso, porque se pueden poner cordones que incluso tengan un poquito de plata y mejoren la conductividad y haga que estas soldaduras no pierdan conductividad, no pierdan eficacia. 00:21:44
El rey desde luego de las soldaduras es la oxiacetilénica. El acetileno es un gas, lo que tiene es un triple enlace entre los carbonos y es un combustible. 00:21:55
lógicamente con oxígeno pues va a dar lugar va a desprender muchísimo calor 00:22:17
además podemos de alguna forma pues controlar la llama para que no sea 00:22:23
excesivamente oxidante entonces lo que tenemos es un electrodo como material de 00:22:29
aporte pues hay distintos materiales de aporte distintos aceros de aporte y lo 00:22:36
que hacemos es colocar las piezas que nosotros queremos soldar sobre una mesa 00:22:41
y vamos fundiendo ese material de aporte y vamos generando un cordón de soldadura. 00:22:45
Si tenemos que fundir, las temperaturas a las que vamos a llegar son enormes. 00:22:56
Entonces, si no protegemos eso y si estuviese en contacto con el oxígeno, 00:23:00
se oxidaría rápidamente y no conseguiríamos el objetivo que estamos persiguiendo. 00:23:06
¿Qué es lo que se suele hacer? 00:23:12
Bueno, pues se suele crear una atmósfera localizada que le proteja del oxígeno. 00:23:13
Y para ello existen dos procedimientos principalmente. 00:23:20
Coger un electrodo de golframio y cubrirle con una atmósfera inerte, que puede ser argón, 00:23:26
o la otra posibilidad es que el propio electrodo se consuma durante el proceso, 00:23:35
pero evidentemente la atmósfera que nosotros pongamos también sea una atmósfera inerte o incluso que lo que haga sea reducir si se forma cualquier tipo de óxido. 00:23:39
Aparte de esto, pues se colocan fundentes y aparte de esto se forma escoria, una escoria por encima del propio cordón que también le va a proteger de la posible oxidación si estuviese caliente en contacto con el oxígeno. 00:23:53
Lo que pasa es que las escorias a veces también son las causantes de que se produzca defectos, poros o incluso se introduzca dentro del cordón. 00:24:09
Las escorias tienen que estar, y los fundentes, tienen que estar también bastante controlados. 00:24:21
Un problema que se presenta durante la soldadura es lo que se conoce con el nombre de zona afectada por el calor. 00:24:28
A ver, ese cordón que nosotros estamos metiendo en estado fundido, lógicamente se va a difundir, va a haber un proceso de difusión del carbono, sobre todo que es pequeño y se mueve mediante difusión intersticial y es más fácil que se mueva a través de la red. 00:24:37
Va a haber una difusión del carbón, pero aparte de eso, el calor, nosotros estamos concentrando el calor en un determinado punto, el calor tiende a evacuarse a través de la placa y esa evacuación del calor a través de la placa puede llegar a que el acero se transforme. 00:24:58
Podemos superar la temperatura de austenización del acero. 00:25:20
Entonces, a medida que nos vamos separando de la placa, en la propia placa de sustrato hay transformaciones 00:25:24
debidas a esos procesos de calentamiento-enfriamiento que se van dando allí. 00:25:33
Y podemos provocar a unos milímetros del cordón de soldadura una zona que esté fragilizada en exceso. 00:25:39
que es la nominada zona afectada por el calor y eso si no tenemos un poco de cuidado o no damos 00:25:50
tratamientos técnicos posteriores para homogenizar etcétera eso puede provocar fallo de la pieza en 00:25:57
funcionamiento hay que tener mucho cuidado con las temperaturas de soldadura con las escorias 00:26:04
con la velocidad de enfriamiento incluso pues podemos dar después como he dicho algún tipo 00:26:12
tratamiento térmico que elimine este problema. Al final, espero que os haya servido para 00:26:19
por lo menos entrar dentro de lo que es este mundillo de los procesos de fabricación. 00:26:34
Idioma/s:
es
Autor/es:
ISABEL LAFUENTE
Subido por:
Isabel L.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial
Visualizaciones:
108
Fecha:
9 de agosto de 2018 - 19:11
Visibilidad:
Público
Centro:
Sin centro asignado
Duración:
26′ 42″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
328.30 MBytes

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