INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN
Hace cientos de años, mediante la elevación de la temperatura el hombre pudo unir dos piezas del mismo
metal por medio del martilleo. Pero el proceso anterior del calor y la presión no logró una completa fusión del
metal, que permitiera la amalgama del mismo; resultando de la forja más bien una unión mecánica de dos
superficies con una relativa resistencia, cuya parte débil era el lugar en donde se efectuaba la unión.
Hace unos 100 años que el proceso de la soldadura moderna comenzó, consiste en la unión de metales
mediante la fusión de ellos, lográndose así que tal unión de dos piezas sea en forma permanente; utilizándose
para ello las técnicas y materiales adecuados.
La soldadura de arco es considerada como la mejor y más económica en la unión de metales. Todos los
metales son soldables siempre que se aplique el proceso y la técnica debidas; para lo cual es necesario
comprender y conocer la composición, estructura y propiedades de los metales, resultando una estrecha
relación entre la metalografía y la soldabilidad de un metal
La parte menor de un elemento es el átomo; partícula que tiene todas las características del elemento, pero es
tan pequeño que no es posible percibirlo y en algunos casos ni con un microscopio. Por lo tanto se necesitan
millones de átomos de un elemento para juntarlo y hacer algo útil. Muchos de estos elementos son metales.
Metal, es un elemento que debe tener todas o la mayor parte de las siguientes características:
• . Solidez a temperatura ambiente.
• . Opacidad.
• . Buen conductor de calor y de la electricidad.
• . Reflejos brillantes cuando se pula.
• . Que parezca hecho de pequeños cristales, visto con microscopio.
• . Que sufra dilatación cuando se calienta y contracción cuando se le enfríe.
El proceso de los metales requiere varias etapas que son las siguientes:
• La extracción de los metales.
• La refinación de los metales.
• Su conversión a metales útiles, usados a distintas combinaciones (aleaciones y formas) tales como:
fundición, lámina, perfiles comerciales, etc.
• Metalografía física: se refiere a la composición de los metales; sus accidentes y propiedades durante
sus transformaciones, fabricación y tratamiento de calor.
Práctica #4 Soldadura Oxiacetilénica
La soldadura oxiacetilénica se produce calentando una flama que se obtiene de la combustión del oxígeno y
del acetileno, con o sin el uso de un metal de aporte. En la mayoría de los casos la junta se calienta a un estado
de fusión y por regla general, no requiere de presión.
El oxígeno se produce por electrólisis y licuación del aire. La electrólisis separa el agua en hidrógeno y
oxígeno, por medio del paso de una corriente eléctrica a través de ella. La mayor parte del oxígeno comercial,
se produce por licuación del aire y separando el oxígeno del nitrógeno. Se almacena en cilindros de acero de
diversos tamaños a una presión de 14 Mpa.
1
Cilindros y reguladores para soldadura oxiacetilénica:
Tanque del acetileno:
Tanque del oxígeno:
Mide 1.4m.
Mide 1m.
Manómetro de presión del tanque.
Regulador del acetileno.
Válvula del tanque
Válvula del tanque.
Manómetro de presión de la línea.
Manómetro de presión.
Regulador.
La soldadura oxiacetilénica en acero de bajo carbón, generalmente se ejecuta con una flama normal o neutra,
sin que haya exceso ni de oxígeno ni de acetileno y con material de relleno (aporte) de acero con bajo carbón
también; aunque con flama carburante (exceso de acetileno) se obtiene mayor velocidad, porque el metal de la
pieza de trabajo no se fundo, sino que se calienta lo suficiente hasta el estado pastoso, comenzando a fundirse
al presentarse de la carburación; entonces el material de aporte se funde y se amalgama en la superficie ya
preparada.
El material aumentado, toma algo de carbón de la flama carburante, resultando una soldadura ligeramente de
alta dureza, pero de poca ductilidad que la que se obtendría con una flama normal o neutra.
Un tercer tipo de flama es el que se obtiene con exceso de oxígeno (oxidante), que tiene escasa aplicación y
aún llega a ser perjudicial.
Los usos y ventajas de la soldadura oxiacetilénica son numerosos: El equipo es comparativamente barato y
requiere de poco mantenimiento. Es portátil y se puede usar con igual facilidad en el campo que en la fábrica.
Con una técnica adecuada, se pueden soldar prácticamente todos los metales, y el equipo se puede emplear
tanto para corte como para soldadura.
El proceso se adapta especialmente a la soldadura de láminas, endurecimiento por llamas y aplicación de
muchos materiales de revestimiento, para endurecimiento de superficies y para la aplicación de materiales
duros.
PRÁCTICA #1 SOLDADURA ELÉCTRICA POR RESISTENCIA.
SOLDADURA POR PUNTOS: En esta forma de soldadura por resistencia, se sujetan dos o más láminas entre
electrodos metálicos. El ciclo de soldadura comienza con los electrodos metálicos tocando al metal bajo
presión antes de que se aplique la corriente y con un período conocido como tiempo prensado. Se hace pasar
entre los electrodos una corriente con bajo voltaje y con suficiente amperaje, provocando que el metal en
contacto se eleve rápidamente a una temperatura de soldadura. Tan pronto como se alcanza la temperatura, la
presión entre los electrodos comprime al metal y la soldadura se completa. Este período que se le conoce
como el tiempo de soldadura es usualmente de 3 a 30 Hz. En seguida mientras la presión todavía actúa
durante la corriente, se suspende por un período de tiempo llamado tiempo de sostenimiento durante el cual el
metal restituye cierta resistencia por enfriamiento; entonces se suelta la presión y ya que se retira la pieza de la
máquina o solamente se mueve para que se pueda soldar otra posición. Tiempo de desconexión.
La soldadura por puntos es quizá la forma más simple de soldadura por resistencia y no presenta gran
problema para el acero laminado común. Las soldaduras de buena calidad requieren de acero laminado que
esté libre de incrustaciones o sustancias extrañas. Tales partículas causan variaciones en la resistencia
superficial y aumentan el efecto de calentamiento del metal en contacto con los electrodos.
2
En la soldadura por puntos hay cinco zonas de generación de calor: una en la interfaz entre las dos láminas,
dos en cada pieza del metal, la resistencia de contacto en la interfaz de las dos láminas es el punto de
resistencia más alto en donde se inicia la formación de la soldadura.
La resistencia de contacto en este punto, tanto en los electrodos como en las partes exteriores de las láminas,
dependen de las condiciones superficiales, de la magnitud de la fuerza del electrodo y del tamaño de los
electrodos . Si las láminas son de un mismo espesor y análisis, el balance del calor será tal que la lenteja
aparecerá por el centro.
La soldadura con aporte del metal, es la unión de dos piezas metálicas con otro metal diferente que se aplica
entre los dos en estado líquido y no excede la temperatura de 4250C. En este proceso tiene lugar cierta
aleación con el metal base y se obtiene una resistencia condicional por unión mecánica. Los metales que se
usa para este tipo de soldadura son aleaciones con bajo punto de fusión hechos de plomo y estaño.
El latonado es un proceso similar en el cual las partes como el cobre, el cinc, aleaciones de plata, que tienen
punto de fusión inferiores a los del metal base, pero superiores a los 4250C (soldadura blanda). El metal
relleno se distribuye entre las superficies de unión por atracción capilar. La soldadura con aporte de metal no
se considera como soldadura autógena, en cambio, el latonado sí se considera autógena; las temperaturas en
este proceso varían de 6000C a 10840C, lo que hace posible una entre una amplia selección de posibles
metales de relleno.
Los principales tipos de uniones que se usan en la mayor parte de los procesos de soldadura son:
• A tope.
• de traslape.
• de orilla.
• de esquina.
• de tapón.
• de T .
PRÁCTICA # 2 SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO.
En la soldadura del arco eléctrico, el electrodo está revestido de fundente, mientras que en la soldadura por
gas y forja se usa en forma de polvo. En otros procesos se crea una atmósfera antioxidante en el momento en
que se está efectuando la soldadura.
Como se produce oxidación rápidamente a las altas temperaturas, la rapidez en la soldadura es importante.
Para poder soldar, se necesita un intenso calor que funda al metal hasta convertirlo en líquido en el área
inmediata a la soldadura; dicho calor, proviene del arco que forma la corriente eléctrica al brincar a través de
un espacio, en un circuito eléctrico, entre un electrodo y el metal base a través del cual se alimenta de una
corriente eléctrica tomada de una fuente de abastecimiento.
La corriente eléctrica en la soldadura con arco fluye a través del electrodo, saltando el espacio que entre éste y
la pieza de trabajo, regresando a su punto de origen y produciendo el calor que funde al metal.
Para unir dos piezas metálicas, córtese primero un canal o rebajo a lo largo de la parte que se va a unir,
quedando con ello un espacio para que penetre el calor y el metal fundido hasta llenar ese espacio; dicho
metal proviene del electrodo que se va fundiendo gradualmente y debe ser de la misma o de mayor dureza que
la del metal base.
El calor del arco, no sólo funde al metal base, sino que también al electrodo, depositándose al metal fundido
3
adentro de la unión de los metales que se sueldan.
El metal del electrodo fundido por la acción del arco, se une al metal base que queda debajo del electrodo,
mismo que a su vez es fundido por el arco, uniéndose ambos metales para formar la soldadura.
El calor del arco funde tanto al electrodo como al el metal base, mezclándose ambos para formar la soldadura.
REGLAS DE SEGURIDAD DE LA SOLDADURA DE ARCO:
• Utiliza siempre casco con lentes de grado correcto.
• Antes de empezar a soldar compruebe que las demás personas estén protegidas contra los rayos que se
desprenden del arco.
• Apague la máquina cuando no se esté trabajando en ella.
• Nunca trabaje en un sitio con agua o húmedo.
• No deje el electrodo en el porta electrodo.
• Si usa pupilentes absténgase de mirar el arco eléctrico.
• Ponga los tipos cabos de los electrodos en un recipiente de metal, no los tire al suelo.
• Nunca forme un arco sobre un cilindro de gas.
• Compruebe que la pieza, el banco de trabajo o ambos estén bien conectados a tierra.
PRÁCTICA # 3 SOLDADURA ELÉCTRICA POR ARCO DE C.C.
La soldadura de arco es un proceso en el cual la coalescencia se obtiene por calor, producido por un arco
eléctrico entre el metal y el electrodo.
El metal o electrodo se calienta hasta el estado líquido y s deposita en la junta para efectuar la soldadura. El
contacto se hace primeramente entre el electrodo y el material para crear un circuito eléctrico y luego
separando los conductores se forma un arco. La energía eléctrica se convierte en calor intenso en el arco que
alcanza temperaturas hasta 5500 °C. Puede usarse CA o CC para soldadura de arco, prefiriéndose la continua
por la mayor parte de aplicaciones.
Las máquinas de CC se construyen con capacidad hasta de 1000 amperes teniendo un voltaje de circuito
abierto que varía de 40 a 45 volts. Una máquina de 200 amperes, tiene una variación de corriente graduada de
40 a 250 amperes.
Para soldadura ordinaria existe poca diferencia en la calidad de las soldaduras en CA y CC pero la polaridad
equivocada provoca grandes variaciones en la calidad de la soldadura.
DEFINICIONES IMPORTANTES EN LA SOLDADURA DE ARCO:
• CORRIENTE ALTERNA: Corriente en la cual los electrones fluyen en una dirección y luego
invierten sus movimientos en términos regulares.
• CORRIENTE CONTINUA: Corriente en la cual los electrones fluyen en una dirección todo el
tiempo.
• VOLTAJE: La presión requerida para mover la corriente eléctrica.
4
• VOLTAJE DE ARCO: Voltaje a través del arco en los electrodos y el metal base en la operación de
soldadura.
• VOLTAJE DE CIRCUITO ABIERTO: Voltaje que hay entre las terminales de la máquina de soldar,
cuando no se está soldando.
• CAPACIDAD DE LA MÁQUINA: Significa el amperaje máximo al cual puede trabajar la máquina
de soldar con arco. Cuando se solda con un electrodo de diámetro pequeño se requiere menos
amperaje que uno de mayor diámetro.
REGLAS DE SEGURIDAD DE LA SOLDADURA DE ARCO:
• Utiliza siempre casco con lentes de grado correcto.
• Antes de empezar a soldar compruebe que las demás personas estén protegidas contra los rayos que se
desprenden del arco.
• Apague la máquina cuando no se esté trabajando en ella.
• Nunca trabaje en un sitio con agua o húmedo.
• No deje el electrodo en el porta electrodo.
• Si usa pupilentes absténgase de mirar el arco eléctrico.
• Ponga los tipos cabos de los electrodos en un recipiente de metal, no los tire al suelo.
• Nunca forme un arco sobre un cilindro de gas.
• Compruebe que la pieza, el banco de trabajo o ambos estén bien conectados a tierra.
PRÁCTICA # 5 CORTE OXIACETILÉNICO.
El corte de acero con soplete es un proceso de producción importante. Un soplete manual simple para corte
con flama, difiere del soplete para soldadura en que tiene varios agujeros pequeños para flamas de
precalentamiento que rodean un agujero central a través del cual pasa oxígeno puro.
Las flamas de precalentamiento son exactamente como las flamas para soldar y sólo se destinan para
precalentar al acero antes de la operación de corte. El principio bajo el que opera el corte con flama, es que el
oxígeno tiene afinidad por el hierro y el acero. Esta acción es lenta a temperaturas ordinarias, pero
eventualmente toma cuerpo un óxido en forma de herrumbre.
Conforme aumenta la temperatura del acero, esta acción se hace mucho más rápida. Si se calienta el acero al
color rojo y se sopla un chorro de oxígeno puro en la superficie, la acción es casi instantánea y el acero se
quema de hacho en un óxido de hierro.
Se requieren cerca de 0.00225 m3 de oxígeno para quemar 1cm3 de hierro. Se puede cortar metal con espesor
mayor de 760 mm por medio de este proceso.
Los sopletes para el corte bajo el agua, están provistos de conexiones para tres mangueras: una para el gas de
precalentamiento, otra para oxígeno y una más para aire comprimido. La última proporciona una burbuja de
aire alrededor de la punta del soplete para estabilizar la flama y desplazar al agua del área de la punta.
Se usa generalmente gas hidrógeno para la flama de precalentamiento, pues el gas acetileno, no es seguro para
operar bajo las altas presiones necesarias para neutralizar la presión creada por la profundidad del agua.
5
Se han desarrollado diversas máquinas para corte que controlan automáticamente el movimiento del soplete
para cortar cualquier forma deseada.
PRÁCTICA # 6 TRATAMIENTO TÉRMICO DE TEMPLE
El temple es un proceso de calentamiento de una pieza de acero a una temperatura dentro o arriba de su zona
crítica, procediendo luego a un enfriamiento rápido. Si se conoce el contenido de carbono del acero, se puede
tener la temperatura adecuada a la cual el acero debe calentarse. Sin embargo, si la composición del acero se
desconoce, puede ser necesaria una experimentación preeliminar para determinar el rango.
Un buen procedimiento a seguir es calentar y enfriar un número pequeño de muestras del acero, a diferentes
temperatura y observar los resultados, ya sea probando la dureza o por examen al microscopio. Cuando se
obtiene la temperatura correcta, habrá un cambio marcado en la dureza y en otras propiedades. El calor fluye
del exterior al interior del acero a una velocidad determinada.
Si el acero se calienta demasiado rápido, el exterior se vuelve tan caliente como el interior y no se puede
obtener una estructura uniforme. Si una pieza es irregular en su forma, lo más correcto es una velocidad lenta
para eliminar el alabeo o agrietamiento.
Aún después de que se ha alcanzado la temperatura correcta, la pieza deberá mantenerse a esa temperatura por
un período de tiempo suficiente para permitir que su sección más gruesa obtenga una temperatura uniforme.
La dureza obtenida de un tratamiento dado, depende de la velocidad del temple, del contenido del carbono y
del tamaño de la pieza.
Para aceros de bajo y medio carbono, el temple en un baño de agua es un método de enfriamiento rápido que
se usa comúnmente. Para aceros de alto carbono no aleados, se usa generalmente aceite como para el medio
de temple, debido a que su acción no es tan severa como la del agua.
Para enfriamiento extremo, lo más efectivo es usar salmuera o rocío de agua. Ciertas aleaciones pueden
enfriarse por enfriamiento al aire, pero para los aceros ordinarios, la velocidad de enfriamiento que se obtiene
es demasiado lenta.
ðððððððð ð ð ððððððððððð ððððððð ðð ðððððððð
El acero que se ha endurecido por temple rápido, es frágil y no es adecuado por muchos usos. Mediante el
revestido, la dureza y fragilidad pueden reducirse hasta un punto determinado para condiciones de servicio.
Según se reducen estas propiedades, hay también una reducción en la resistencia a la tensión y un aumento en
la ductilidad y en la tenacidad del acero.
La operación consiste en un recalentamiento del acero endurecido por temple por una temperatura debajo de
la zona crítica seguido de un enfriamiento a cualquier velocidad.
Aunque este proceso suaviza al acero, difiere considerablemente del recocido al del revenido permite por sí
mismo un estrecho control de las propiedades físicas y en la mayoría de los casos no suaviza el acero al grado
que lo hace el recocido.
La estructura final que se obtiene al revenir al acero completamente endurecido, se llama martensita revenida.
El revenido, es posible a la inestabilidad de la martensita, el componente principal del acero templado.
La operación del revenido puede describirse como una precipitación y aglomeración de la cementita. Esta
precipitación considerable de la cementita comienza a 3150C
6
Hay dos procesos especiales utilizando temple interrumpido, los que2 son una forma de revenido. En ambos
casos, el acero endurecido, se enfría en un baño de sales mantenido a una temperatura elegida más baja, antes
de permitir su enfriamiento.
PRÁCTICA # 10 SOLDADURA MIG (METAL INERTE GAS).
Este método de soldadura por arco con gas inerte protector, emplea electrodos consumibles (soldadura por
arco metálico con gas), se efectúa por un arco protegido entre el electrodo de alambre descubierto consumible
y la pieza de trabajo. Puesto que el material de aporte se transfiere a través del arco protegido, se obtiene una
mayor eficiencia que en los procesos no consumibles, resultando una mayor rapidez de soldadura. El metal se
deposita en una atmósfera protectora que previene la contaminación.
En este proceso, se alimenta un alambre continuamente a través de una pistola hacia una superficie de
contacto que comunica la corriente al alambre. La corriente directa de polaridad invertida, proporciona un
arco estable y ofrece la mayor entrada de calor en la pieza de trabajo. Se recomienda generalmente para
aluminio, magnesio, cobre y acero. La polaridad directa con argón tiene un índice alto de combustión, pero el
arco es inestable y con mucha salpicadura. La corriente alterna es también inherentemente inestable y se usa
muy poco en este proceso.
Se usa ampliamente el gas dióxido de carbono en la soldadura de aceros al carbono y de baja aleación. Como
tiene una excelente penetración produce soldaduras sanas a alta velocidad. Puesto que el gas se descompone
en monóxido de carbono y oxígeno a alta temperatura, generalmente se proporciona fundente al gas
envolvente dentro o sobre el alambre. La soldadura por arco metálico con gas se puede realizar ya sea manual
o automáticamente, pero el proceso se adapta especialmente a la operación automática.
Elementos para realizar la soldadura:
• Transmisión del alambre.
• Electrodo consumible.
• Generador de corriente directa.
• Gas.
• Boquilla del cañón.
• Gas protector.
• Pieza de trabajo.
PRÁCTICA # 11 CORTE CON ARCO DE PLASMA.
E n un soplete de plasma se calienta una corriente de gas por medio de un arco con electrodo de tungsteno
hasta una temperatura tan alta, que el gas se ioniza y actúa como conductor de la electricidad. En este estado,
el arco gaseoso se conoce como plasma. El soplete se diseña de tal forma que el gas se vea confinado
estrechamente a la columna del arco, a través de un pequeño orificio. Esto aumenta la temperatura del plasma
y concreta su energía sobre una pequeña parte de la pieza trabajada, lo que funde rápidamente al metal. Al
abandonar la boquilla, el flujo de gas se dilata rápidamente removiendo continuamente el metal fundido a
medida que progresa el corte. Puesto que el calor obtenido no depende de una reacción química, este soplete
podrá utilizarse para cortar cualquier metal. La temperatura llega a 33 315oC, lo cual es aproximadamente 10
veces la posible obtenida por la reacción del oxígeno y del acetileno.
Los sopletes generadores del plasma son de dos diseños generales; uno conocido como soplete de plasma
transferido y el otro como soplete de plasma no transferido. En el soplete de no transferencia el circuito del
arco se completa dentro del soplete y el plasma se proyecta desde la boquilla. Tales sopletes que fueron
utilizados principalmente para atomizado del metal. Los sopletes con el arco de plasma transferido usados
para el corte la pieza a trabajar es el ánodo y el arco continúa hacia ella en el chorro de gas. Con la pieza a
7
trabajar como uno de los electrodos, aumentan la intensidad de transferencia del calor y la eficiencia, siendo
esto más conveniente para el corte del metal, que el soplete de plasma no transferido.
El empleo de corte con soplete por arco de plasma se limita al uso de arco tungsteno que es el gas fabricado
para fluir; desarrollando temperaturas aproximadamente de 33,0000C. En el que el soplete puede ser utilizado
para reemplazar ciertas operaciones de maquinado de desbaste, tales como torneado y cepillado. Por lo tanto
es efectivo en el corte de todos los metales, haciendo caso omiso de los metales duros, resultando la superficie
rugosa y dañada, debido a la oxidación y al sobrecalentamiento.
El corte con arco de plasma es mucho más rápido que el oxiacetilénico. Además se utiliza menos calor y se
puede efectuar en todos los metales, al hacer pasar un gas a alta presión sobre el arco dentro de un
portaelectrodo especial y por un orificio muy pequeño, el gas se calienta temperatura del plasma y la alta
presión en el orificio expulsa el gas. No es raro que el gas alcance temperaturas de 110 8000C (200,0000F).
La fuente de potencia suele ser corriente continua con polaridad negativa con un voltaje máximo en circuito
abierto (VCA) de 100V.
El electrodo es estándar de tungsteno toriado y es el mismo que se emplea en MGAW. El gas para formar el
plasma se selecciona de acuerdo con el tipo de metal que se va a cortar. En los metales no ferrosos y en los
aceros al carbono, se utiliza nitrógeno o una mezcla de éste para formar el plasma. Se utiliza argón para los
metales más raros, como el titanio. Debido a las altas temperaturas que se generan, se necesita un sistema de
enfriamiento para el mango del soplete.
El corte por arco de plasma tiene muchas aplicaciones; se le puede utilizar para operaciones ya sean manuales
o mecánicas. El proceso tiene poco efecto sobre las características metalúrgicas o propiedades físicas del
metal adyacente, debido a la rapidez de su acción. Es particularmente útil en el corte de materiales tales como
aluminio, aceros inoxidables, cobre y magnesio.
electrodo
gas formador boquillas
de plasma
agua de
enfriamiento
metal
corte con arco de plasma (PAC)
LAB. DE PROCESOS DE MANUFACTURA.
PRÁCTICAS.
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA
CIUDAD UNIVERSITARIA
PRACTICA # 8 FABRICACIÓN DE PIEZAS POR PROCESO DE COLADO
8
(FABRICACIÓN DE MOLDES).
Los moldes permanentes, deberán o serán hechos de metales, capaces de resistir altas temperaturas. Debido a
su gran costo, se recomienda solamente cuando se van a producir varias piezas. Aún cuando los moldes
permanentes no son prácticos para colados grandes y para aleaciones con temperaturas de fusión altas, se les
usa ventajosamente para colados no ferrosos de tamaños pequeños y mediano producido en pequeñas
cantidades.
Colados por gravedad o moldes permanente. Este método consiste en llenar un molde de arena. Los moldes se
recubren usualmente con una sustancia refractaria y luego con negro de humo, lo cual reduce los efectos del
enfriamiento en el metal y facilita la remoción del colado.
No se utiliza presión, excepto la obtenida por la altura del metal en el molde. El proceso se utiliza
satisfactoriamente para colados tanto para ferrosos como para no ferrosos aunque este último tipo, no presenta
mayores problemas como los de los colados ferrosos, debido a temperaturas más bajas de colado.
El tipo más simple de molde permanente está disagrado en un lado del molde, teniendo en el otro lado
dispositivos para mantener juntas las dos mitades. Algunas máquinas de alta producción, están dispuestas en
forma circular y los modelos quedan colocados ferrosos debido a temperaturas.
Productos tales, como pistones de aluminio utensilios de cocina, partes de refrigeradores, planchas eléctricas y
pequeños discos de engranes colados huecos. El colado hueco es uno de los metálicos sin utilizar corazones.
El metal fundido se vierte en el interior del molde, el cual se voltea inmediatamente, de modo que salga el
metal que todavía está líquido. El resultado son partes de paredes delgadas, cuyo espesor depende del efecto
de enfriamiento producido por el molde y el tiempo que dura la operación.
Las piezas se sacan abriendo las dos mitades del molde. Este método de colado se usa solamente en objetos
ornamentales, estampillas, juguetes y otras novedades. Los metales utilizados para estos objetos son de
plomo, zinc y diferentes aleaciones con diferente punto de fusión.
El ciclo del trabajo consiste en verter el metal, enfriamiento y expulsión de la pieza soplo de moldes,
recubrimiento de ellos y en algunos casos, colocación de los corazones.
En este tipo de moldes, se puede utilizar corazones tanto de metal, como de arena seca. Si se emplean
corazones metálicos, deberán extraerse tan pronto como el metal empieza a solidificar.
Los moldes permanentes producen piezas libres de arena, con buen acabado y buenos detalles en la superficie.
Se adaptan especialmente a la producción en cantidad de piezas pequeñas y de tamaño medio y son capaces de
mantener tolerancias que van desde 0.0635 a 0.25mm.
El alto costo inicial del equipo y el costo de mantenimiento de los moldes, puede considerarse como una
desventaja en este proceso, por el que se obtienen colados prensados o cothinas.
El método de colado se asemeja a los colados tanto de gravedad como se efectúa la operación. Se vierte una
cantidad definida del metal en el interior de un molde con un extremo abierto y se empuja en la cavidad un
corazón con ajuste de poca tolerancia, ocasionando que el metal sea forjado con cierta presión hacia el interior
de los huecos del molde.
PRÁCTICA #9 FABRICACIÓN DE PIEZAS POR COLADO
(FUNDICIÓN DE ALUMINIO).
9
El colado en matrices, se refiere a forzar metal líquido en el interior de una matriz o un molde metálico
mediante presión. El término matriz, utilizado en este proceso, implica el modelo metálico llenado a presión.
Las presiones, que varían de 6 a 2800 kg/cm, se mantienen hasta que se completa la solidificación. El proceso
usado más ampliamente entre todos los procesos de molde permanente , el colado en matrices, se realiza por
el método de la cámara caliente, o por el método de la cámara fría.
En el primero, se incluye una máquina Crisol y el cilindro de inyección queda sumergido en el metal líquido
todo el tiempo. El cilindro inyector es movido, ya sea por presión de aire o por presión hidráulica, la que
fuerza al metal al interior de las matrices para completar el colado.
Las máquinas que se usan en el proceso de la cámara fría, tiene un horno separado por la fusión y el metal se
introduce en el cilindro inyector, ya sea por medios manuales o mecánicos. Después la presión hidráulica
fuerza al metal al interior de la matriz.
En el método de la cámara fría, el metal se fuerza al interior del molde y se mantiene la presión durante la
solidificación ya sea por medio de un émbolo o por medio de aire comprimido.
La máquina de tipo émbolo, es operada hidráulicamente, tanto sobre el émbolo, sobre el mecanismo de
apertura y cierre de la matriz. En esta máquina el émbolo opera sobre una pieza de fundición en forma de
cuello de ganso sumergida en el metal fundido.
Estando el émbolo en la posición superior, el metal fluye por gravedad al interior de esta pieza a través de
varios agujeros precisamente abajo del émbolo. En la carrera hacia abajo, dichos agujeros son obstruidos por
el émbolo, forzándolo a entrar a las cavidades de la matriz.
Se usan presiones arriba de 350kg/cm. En algunas máquinas de este tipo dando como resultados colados de
estructura densa.
Tan pronto como solidifica el metal se quita la presión, la matriz es impelida abrir y a la pieza moldeada es
expulsada mediante pernos expulsores.
El alimentador se retira junto con el vertidor y las piezas coladas. Las máquinas que trabajan con aire, tienen
una pieza fundida en forma de cuello de ganso, operada por un mecanismo elevador.
En la posición de comienzo, la pieza fundida está sumergida en el metal líquido llenándose por gravedad.
Luego se llena en forma que la boquilla queda en contacto con la abertura de la matriz, asegurándose en esta
posición se aplica aire comprimido con aires que van de 6 a 45kg/cm directamente sobre el metal,
empujándolo así al interior de la matriz.
Cuando la solidificación es casi completa, se suspende la presión del aire y la pieza en forma de cuello de
ganso se baja a su posición original para recibir más metal. Las operaciones de apertura de las matrices,
extracción de corazones y la expulsión de los productos son las mismas que para las máquinas del tipo
émbolo.
10