Page 1

CONSTRUCCIÓN

INDUSTRIA

Soldadura & Recubrimientos

www.ferrepro.mx

MÁQUINA DE SOLDAR MANTENIMIENTO

OXICORTE

ANODIZADO Oxidación forzada Impresa en México

Proceso, tipos de anodizado, normatividad, medición de espesores & colorimetría

€4,00

Publicación Bimensual

México Año 3 No. 14

/ferrepro

@ferrepro


ACABADOS METALIZADOS

El acabado metálico comprende una amplia gama de procesos que se utilizan en muy diversas industrias para manufacturar piezas en metal. Se trata de procesos que alteran la superficie de una pieza, para otorgarle ciertas propiedades.

Sectores demandantes La industria de acabados metálicos se puede clasificar en operaciones de galvanoplastia y de deposición sin corriente eléctrica en placas. Son procesos altamente demandados por empresas que pertenecen a los sectores automotriz, aeronáutico, electrónico y de manufactura de productos médicos, sólo por citar algunos.


SEGURIDAD

Y SUSTENTABILIDAD

CONCIENCIA & RESPONSABILIDAD El mayor impacto ambiental de la industria de los acabados metalizados, está en los efluentes líquidos y los barros de tratamiento de dichos efluentes, que contienen metales pesados.

F4

RECICLADO

AHORRO ENERGÉTICO

EFICIENCIA DE PROCESOS

Se recomienda a las empresas del sector promover practicas de reciclado de los materiales utilizados en los procesos de producción, poniendo especial atención a la limpieza del aire y sobre todo del agua. Mantenimiento oportuno de equipos, maquinaria y capacitación técnica.

En los procesos de forjado, se debe reducir la contaminación acústica derivada de la utilización de los martillos, promoviendo el ahorro energético. Los procesos de galvanizado deben centrarse en la reducción de las partículas metálicas de sus emisiones.

La eficiencia en los procesos de producción, como resultado de la capacitación técnica y la implementación de tecnologías de automatización, favorece directamente la rentabilidad, gracias a la reducción de desperdicios de material.


F5


TÉCNICA

COLORACIÓN

COLORACIÓN DE ANODIZADOS Como estructura porosa, el anodizado que crece en el sustrato de aluminio puede absorber las tintas de color muy bien. Esto se realiza mediante una operación secundaria, ya sea con un colorante orgánico o inorgánico.

F6

ELECTRO COLOREADO

15 MICRAS MÍNIMO

OBJETIVOS DEL COLOR

El electrocoloreado es un procedimiento electroquímico con el cual se logra dar color a una superficie de aluminio. El material es sumergido en una solución de sulfato de estaño, para que este material quede en los poros de la superficie del aluminio, brindándole color.

La tonalidad del color depende de la cantidad de estaño depositado, logrando una amplia gama de colores como negro, bronce o natural. Otros colores también se pueden lograr, agregado tintas orgánicas. Un mínimo de 15 micras de espesor es necesario.

Para algunas aplicaciones, el uso de color en el anodizado puede obedecer a simples propósitos estéticos; mientras que en otros casos, como en ciertos dispositivos médicos, el uso de colores específicos se decide con propósitos de identificación.


F7


NÚMEROS

INDUSTRIA DEL ALUMINIO

Inegi, •Según en el segundo trimestre de

2015 la industria básica del

aluminio contribuyó con 0.04% del PIB nacional, 0.1% del PIB industrial y 0.2% de la industria manufacturera.

Según World Aluminium, durante el mes de

mayo de 2016 4,905,000

se produjeron toneladas métricas de aluminio, de las que

2,675,000 (54.5%)

fueron producidas por China. Norteamérica produjo 337 mil y Latinoamérica (incluyendo a México) 117 mil.

• 97% de las latas más del 50% En el país se separa y recolecta más del de aluminio.

Sin embargo se exporta a Estados Unidos, por falta de infraestructura La inversión mínima para poner una planta de reciclaje completa es de

10 millones de dólares

IMEDAL

Según (Instituto del Aluminio A.C.), la industria del aluminio en México trae un crecimiento

13.6% desde 2011 anual promedio del

, generando 125 mil empleos directos y 1.5 millones de empleos indirectos.

• OPORTUNIDADES EN EL RECLICLADO

F8

En México y el extranjero la demanda de aluminio reciclado es muy alta, lo que se ve reflejado en la similitud de precios entre el aluminio primario y el reciclado.

Actualmente en México se recicla sólo el 58% de la chatarra de aluminio y el 42% restante se exporta a otros países.


F9


TÉCNICA

CÓDIGOS AWS

•AHW

Atomic hydrogen welding

•GMAW

Gas metal arc welding

•BMAW

Bare metal arc welding

•GTAW

•CAW

Gas tungsten arc welding

Carbon arc welding

•PAW

•FCAW

Plasma arc welding

Flux cored arc welding

•SMAW

Shielded metal arc welding

•SAW

Submerged arc welding

• LA AWS

F10

•MIAB

Magnetically Impelled Arc Butt La Sociedad Americana de Soldadura fue fundada en 1919, con la misión de contribuir al desarrollo de la ciencia y la tecnología en los procesos de soldadura y corte. La Sociedad

apoya a profesionales de la industria, como: soldadores, empresarios, equipos de ventas y de servicios, fabricantes, proveedores, asociaciones, instituciones educativas y estudiantes.


F11


CONTENIDO

FERREPRO EDICIÓN CATORCE

32

MECANIZADO DE ALUMINIO Surgen una serie de problemas específicos cuando se trata de trabajar con este material, por la producción de virutas fibrosas que se adhieren a los bordes de las herramientas de corte e impiden el buen funcionamiento de las mismas.

26 MÁQUINAS DE SOLDAR En cuanto a mantenimiento, un equipo para hilo MIG o tubular, consta de más elementos, a diferencia del equipo para electrodos. La guía de pistola, las boquillas de corriente y mangueras de gas son componentes que requieren una atención específica. F12

54 MÉTODOS DE MEDICIÓN El principio de operación de un equipo medidor de espesores de recubrimiento, está relacionado con el tipo de sustrato sobre el cual se desea hacer la medición, es decir dependiendo si se trata de sustratos ferrosos y no ferrosos.

58 OXICORTE El proceso de oxicorte se basa en la reacción fuertemente exotérmica de la oxidación del hierro en presencia de oxígeno. El flujo de oxígeno y los gases de combustión desplazan el óxido fundido, por lo que el metal arde a su paso, produciendo un corte estrecho.


F13


CONTENIDO

FERREPRO EDICIÓN CATORCE

38

TECNOLOGÍA DE ANODIZADO Un proceso de acabado metalizado puede, además de proteger la superficie y prologar la vida del producto, mejorar las propiedades eléctricas de la superficie o dotarla de un mejor comportamiento ante ciertos adhesivos o recubrimientos orgánicos

48 NORMAS DE ANODIZADO

F14

La Secretaría de Economía, por conducto de la Dirección General de Normas, publicó el aviso de consulta pública de los proyectos de normas mexicanas, mismos que han sido elaborados y aprobados por el Comité Técnico de Normalización Nacional del Aluminio y sus Aleaciones.

52 FUNDICIONES METÁLICAS Las características de una fundición no sólo dependen de su composición química, sino también del proceso de elaboración. Las fundiciones se utilizan para hacer diversos tipos de piezas, desde turbinas, hasta piezas decorativas, auto partes, repuestos de máquinas, etcétera.

56 TIPOS DE ANODIZADO Anodizado Tipo II, es el proceso más accesible de llevar acabo de forma interna. Se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones y permite a las piezas protegidas, ser teñidas en prácticamente cualquier color. Se basa en un baño químico de ácido sulfúrico.


F15


DIRECTORIO

Director Editorial Enrique Sánchez Co-editor Alice Mora

Presidente y Director General Lic. Enrique Sánchez esanz@bestconcept.mx Dirección de Administración Lic. Angélica Morales administracion@bestconcept.mx Gerente Administrativo Rocío García C. Gerente Comercial Lic. Elvira Santos santos@bestconcept.mx Gerente de Operaciones Ing. Javier Sánchez Publicidad publicidad@bestconcept.mx

Diseñadoras Montserrat Gamboa Coordinación Editorial Thalía Rodríguez Ilustración Jaime Ruelas Daniel Olivares Fotografía ESANZ Karina Sánchez Jessi Sanmore Colaboradores Thalía Rodríguez, Adán Hernández, Alicia Paz, Federico Cruz, Alice Mora, Alejandra López, Saúl Linares, Marco Salinas, Guillermo Salas, Leobardo Durán, José Luis Ibarra, Pepe Ochoa.

VENTAS DE PUBLICIDAD publicidad@bestconcept.mx 52 55 5543 4581 5682 4672 Ciudad de México Asuntos Editoriales editorial@bestconcept.mx

www.ferrepro.mx facebook.com/ferrepro youtube.com/TFTV twitter.com/ferrepro

Logística Gerardo Arvizu Web Master Eduardo Reyes

Impreso Por: Best Printing Tel. 5682 4672 Distribuido Por: Best Concept

TV ONLINE

Año. 3 Núm.14 Número de reserva al título en Derechos de Autor: 04-2012-070412072700-102 Certificado de licitud de título: En trámite. Certificado de licitud de contenido: En trámite. Editor responsable: Enrique Sánchez. Preprensa e impresión: Best Printing Av. Eugenia #701-A, Col. del Valle, México, D.F., C.P. 03100, Del. Benito Juárez. Precio: $50. El contenido de los artículos es responsabilidad exclusiva de los autores. Todos los derechos están reservados. Prohibida la reproducción parcial o total incluyendo cualquier medio electrónico o magnético con fines comerciales. Periodicidad bimensual. Fecha de impresión: Julio 2016. EDITADA E IMPRESA EN MÉXICO.

F16


F17


CARTA EDITORIAL

CADENAS PRODUCTIVAS EN ASCENSO

E

s muy sabido que las industrias automotriz y aeroespacial representan un importante motor de crecimiento para diversos sectores de la industria metal mecánica en México, sin embargo ser proveedor de estos sectores no resulta para nada fácil, ya que se requiere de superar complejos y costosos procesos de certificación.

Un buen principio está en conocer oportunamente las tendencias del sector: por ejemplo, en los últimos 25 años el uso del aluminio en los automóviles y aviones se ha incrementado de forma constante, gracias a su peso ligero, combinado con elevada resistencia a la corrosión, flexibilidad y fuerza. El crecimiento anual para los próximos 20 años del trafico aéreo, se estima en 4.7%, por lo que se demandarán 29,000 nuevos aviones. México producirá 5 millones de automóviles para el año 2020, según la Asociación Mexicana de la Industria Automotriz (AMIA). Los procesos de mecanizado y anodizado de aluminio y titanio, resultan fundamentales en estas industrias, es por ello que hoy abordamos estos importantes temas; promoviendo la capacitación técnica, el equipamiento y la automatización. Editor en Jefe

F18


F19


NEWS RECUBRIMIENTOS DE

ZINC EN LA CONSTRUCCIÓN

Los recubrimientos con zinc en el sector de la construcción, se han venido utilizando desde hace varios años, gracias a sus propiedades anticorrosivas y amigables con el medio ambiente. Su empleo garantiza un mantenimiento cero al aplicarse en fachadas de edificios, al menos en 100 años. En Torreón, la empresa Penmar, subsidiaria de Grupo Peñoles, durante 10 años, ha realizado aplicaciones de este tipo en edificios como el Territorio Santos Modelo, el Teatro Nazas, Museo Arocena, Plaza Mayor de la presidencia municipal y en la CDMX en la Iglesia Santa Fe, Altezza San Ángel Torres; cumpliendo con su objetivo vital: preservar la obra arquitectónica por muchos años más.

F20


CREAN CÁMARA NACIONAL

DE LA INDUSTRIA DEL ALUMINIO La Secretaría de Economía publicó en el Diario Oficial de la Federación, la resolución definitiva por la que se autoriza la constitución de la Cámara Nacional de la Industria del Aluminio. Las actividades que conformarán el giro de la cámara, comprenderán la refinación de alúmina, la producción de aleaciones y formas primarias de aluminio como lingotes y placas, la fabricación de productos derivados de la laminación secundaria, como laminados, tubos, perfiles, ángulos y alambrones; y la recuperación de aluminio y sus aleaciones para su laminación secundaria, así como la fabricación de papel de aluminio.

En 2015 se fabricaron

3.4

millones de automóviles, de los cuales

83% se destinaron a la exportación, principalmente a Estados Unidos

NANOMÁQINAS DE ORO

Desarrolladas por investigadores de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, se trata de nanomáquinas que serán capaces de navegar en el agua, detectar su entorno, o incluso entrar en las células vivas para combatir enfermedades. Se trata de diminutas partículas de oro cargadas, unidas entre sí con polímeros en forma de gel que responden a la temperatura. Almacenan grandes cantidades de energía elástica en una fracción de segundo, a medida que los recubrimientos de polímero expulsan toda el agua del gel y se colapsan. Esta reacción confirma que es factible usar luz para energizar un motor de pistón de tamaño nanométrico.

F21


NEWS CHEMOURS

PRIMER AÑO DE OPERACIONES The Chemours Company cumplió su primer año de operar como empresa independiente, luego de la escisión del negocio de químicos por parte de Dupont. Operando en Altamira Tamaulipas, el corporativo estadounidense se posiciona como único productor líder en México dióxido de titanio, proveedor número uno de refrigerantes y propelentes y, número uno como proveedor de cianuro de sodio para la industria minera. Chemours tuvo ingresos por 750 millones de dólares tan solo en el 2015 y mantiene el compromiso de continuar realizando en nuestro país inversiones del orden de los 580 millones.

México

productor de autos a nivel mundial,

EN SAN LUIS POTOSÍ

PLANTA DE RINES En San Luis Potosí, se inauguró la planta de rines de aluminio RONAL, la cual realizó una inversión de 120 millones de dólares y generó 600 empleos directos. La empresa de capital suizo fabricará en este estado, el 10 por ciento de su producción mundial. Se dijo que durante su primera fase esta planta producirá 2.2 millones de rines al año, y en una segunda ampliará su producción a cuatro millones de rines, lo que representa el 10 por ciento de la producción de la empresa a nivel mundial, con lo que se satisface la demanda del mercado de América del Norte y Brasil.

F22

en 2015, superado por China, Estados Unidos, Japón, Alemania, Corea del Sur e India.


NUEVA PLANTA

DE LA COREANA KODACO Con una inversión inicial de 1,850 millones de pesos, se inició la construcción de una planta Kodako, productora de piezas de aluminio para los sistemas de aire acondicionado y sistemas de frenado. Kodaco es una empresa coreana proveedora directa de Kia, y se estima iniciará operaciones en el último trimestre del 2016, generando 400 empleos directos. Desde Coahuila atenderán los mercados de Norteamérica y América Latina.

F23


MASTER STEEL Robot de embalaje y paletizado El modelo R-2000iB/100H de 5 ejes, es idóneo para operaciones de embalaje y paletizado. Aporta la versatilidad direccional necesaria para aumentar la productividad en gran diversidad de procesos de sistemas de fabricación y paletizado. Tiene capacidad para manipular cargas útiles de hasta 100 kg, gran rapidez y tiempos de ciclo excelentes en aplicaciones de manipulación. www.mastersteel.com.mx

SOLUCIONES & PRODUCTOS FARO TECNOLOGIES Escaner láser Diseñado para la documentación tridimensional rápida y exacta en interiores y exteriores, el Focus de la serie X, es una herramienta de enfoque rápido, pequeño tamaño, peso ligero, largo alcance adicional, con las posibilidades de exploración prolongadas, incluso con luz solar directa. La distancia de precisión es de +/- 2mm y posee un receptor GPS integrado. Ofrece superposición de fotos HDR con resolución en HD hasta 165 megapíxeles. www.faro.com

F24


MITSUBISHI Fresas bxd Serie de fresas para el mecanizado de alto rendimiento de aleaciones de aluminio y materiales resistentes al calor. Fabricado con alta rigidez y baja resistencia a la inserción que permite un excelente rendimiento de corte. Con muy buena precisión de pared y estandarización de los agujeros de refrigerante que asegura descarga de virutas sin problemas. Aplicable al mecanizado de alta velocidad revolucionaria. www.mitsubishicarbide.com

ELCOMETER Medidor de espesor 456 El Elcometer 456 otorga mediciones de espesor de revestimientos precisas y confiables. Está precalibrado con 4 rangos de perfil, muestra 3 lecturas individuales junto con la media de micras. Cuenta con una sonda integral incorporada para lecturas estables en superficies planes y curvas. Menús en idioma español, inglés, francés, alemán, chino y japonés. Salida de datos USB o Bluetooth a la aplicación ElcoMaster. Disponible en 3 distintos modelos. http://www.elcometer.com

AXALTA Alesta AR Anodic Line Recubrimiento en polvo con aspecto de acabado anodizado. Cuenta con los tonos de color estándar: Natura, champán, bronce, marrón y negro, así como colores especiales como Saphire y Malaquita. Sus aplicaciones específicas son en puertas y marcos de ventanas, muebles e iluminación que requieren un aspecto moderno, con muy poco brillo. La línea anódica Alesta, puede ocultar los defectos superficiales en los perfiles de aluminio que a veces afectan acabados anodizados tradicionales. www.axaltacs.com

F25


CHEMETALL Agente de ataque Gardo Etch Producto para sustratos de aluminio que produce un acabado mate uniforme en procesos de anodizado. Funciona como un ataque químico que se logra a una temperatura de 55-65°C. Permite un mejor rendimiento con menores costos de proceso. Reduce la contaminación química procedente de la depuradora de aguas residuales. Tolera significativamente mayor contenido de aluminio (> 200 g / l) y ayuda a la baja pérdida de material. Logra la reducción de consumo de productos químicos como el hidróxido de sodio (NaOH). www.chemetall.com

CONFERENCIA & EXPOSICIÓN Anual de anodizado Evento enfocado a la industria, con conferencias y talleres para la dar a conocer la tendencia en las herramientas y conocimientos técnicos sobre el proceso de anodizado. Mostrando los últimos avances de la industria, las innovaciones y oportunidades para la toma de decisiones. Del 4 al 6 de octubre del 2016 en el Hotel Omni Wont-Royal, en Montreal, Canadá. Informes: Suzanne Spohr (847) 416-7216. www.anodizing.org

KLUTHE Desengrasante Hakupur 800 Desengrasantes para lavado previo y posterior al tratamiento térmico para eliminar fácilmente manchas. Formulación completamente exenta de sales inorgánicas e orgánicas que no dejarán restos en sus piezas, garantizando un perfecto lavado y una total protección contra la corrosión. Sin residuos ni manchas superficiales en las piezas tras tratamientos térmicos. Apto para la limpieza de piezas de acero, aleaciones de hierro, aluminio o metales no férreos mediante aspersión o inmersión. Temperatura de aplicación entre 20-50ºC. Concentración de uso entre 1-2%. www.kluthe.es

F26


HONEYWELL Interruptor Limitless WBX La serie WBX de Limitless™ permite el control en zonas remotas de plantas de fabricación, aplicaciones o maquinarias, donde no es posible tender cables. Ofrecen la capacidad de reconfigurar e interconectar múltiples interfaces, o soluciones punto a punto con direcciones personalizadas, que fácilmente le permitirán agregar, quitar o reubicar entradas de interruptores Limitless™. No necesitan cables ni conductos, protecciones contra tirones, grapas, conectores, cajas de conexiones, etcétera. No requieren de un reaprovisionamiento después del cambio de batería. www.honeywell.com

SYNDER Membrana NDX La nueva membrana de nanofiltración TFC está diseñada específicamente para su uso en la concentración de colorantes y la desalación en los procesos de la industria textil. NDX ofrece una mayor selectividad de iones vs. membranas de ósmosis inversa que rechazan todas las especies de iones en una corriente de alimentación. Esta característica única proporciona flexibilidad en el desarrollo de procesos de separación que pueden afectar en gran medida el rendimiento y la rentabilidad, especialmente en procesos industriales como el tratamiento de aguas residuales industriales. www.synderfiltration.com

F27


ARTÍCULO

LA MÁQUINA DE SOLDAR CUIDADO Y MANTENIMIENTO Por: Thalía Rodríguez

F28


Las máquinas de soldar son utilizadas de manera constante en diferentes ámbitos industriales, algunas de estas herramientas son de muy fácil manejo, mientras que otras tienen una manipulación más compleja.

N Foto: vía westermans.com

o obstante, sea cual sea el caso, se debe tener un cuidado especial al hacer uso de ellas, no sólo para evitar cualquier accidente tanto personal como del espacio de trabajo, también para evitar el daño y deterioro del equipo, pues la inversión realizada para obtener este tipo de herramientas suele ser elevada, por lo que un buen mantenimiento significa reducción de costos y mayor productividad para diferentes empresas. El objetivo principal de las máquinas soldadoras es calentar las piezas que se trabajan para lograr su unión y proporcionar una mayor resistencia de las mismas. Lo anterior es logrado a través de diferentes funcionamientos, los cuales se han ido adaptando a las soldadoras, con el paso del tiempo. En su mayoría, los distintos equipos para soldar cuentan con dos tipos de salida: corriente alterna (CA) y corriente directa (CD), sin embargo se fabrican con diferentes formas y estilos. Las máquinas

F29


ARTÍCULO

de soldar con corriente alterna son las más empleadas pues son muy resistentes, además de que son las más variadas.

MÁQUINAS SOLDADORAS Componentes Las soldadoras son construidas por diferentes partes que deben ser consideradas al momento de darles mantenimiento. De manera general podemos clasificarlas en partes fijas, partes electrónicas, partes mecánicas y partes eléctricas.

Partes fijas Éstas se componen por diferentes elementos, los cuales cumplen funciones de protección para los diferentes mecanismos de funcionamiento de la máquina. De este grupo se pueden destacar: el chasis armado, el ducto armado; las diferentes tapas: frontal, posterior, laterales; los bafles laterales, la abrazadera para capacitor y la cubierta.

Partes electrónicas Dentro de este grupo los componentes realizan diferentes funciones, sin embargo todas van enfocadas a la retención y conducción de energía de la herramienta. Las partes electrónicas se componen

F30


por placas rectificadoras, diodos, capacitor y el filtro del rectificador.

Partes mecánicas Las diferentes cintas, el soporte de flecha, perilla para manivela, el interruptor de línea, tablero porta bornes, así como el empaque para base de gancho son los componentes mecánicos de la soldadora.

Partes eléctricas El componente principal de este grupo es el motor ventilador, pues el buen funcionamiento de la solda-

dora depende de él. Éste se encuentra equipado por baleros sellados, un transformador principal y un selector para cada tipo de corriente. Es importante considerar que el mantenimiento a realizar no sólo debe ser cada cierto periodo de tiempo, se deben llevar a cabo de manera constante. Algunas medidas pueden ser realizadas por el operador de la soldadora antes, durante y después de utilizarla, sin embargo un mantenimiento profundo se debe hacer por parte de un técnico especializado. Llevar a cabo ambas

El cuidado que se le dé a las máquinas de soldar además de evitar accidentes personales, evitará el daño y deterioro prematuro del equipo. medidas resultará en soldaduras de calidad y evitará futuras y costosas reparaciones del equipo. Hay una serie de pasos básicos a realizar, cuando se va a utilizar cualquier tipo de equipo para soldar. El primero es conocer el instructivo o manual de la herramienta; sin importar la experiencia con la que cuente el usuario en el manejo de las soldadoras, todas son diferentes. Conocer las especificaciones y el funcionamiento del equipo, asegurará que el mantenimiento y uso que se le dará será el adecuado. Otro punto de gran importancia es verificar que todos los cables de la máquina soldadora se encuentren en buen estado para evitar cualquier falla o daño directamente al equipo. El lugar de trabajo debe ser óptimo para el uso de máquinas soldadoras, evitar fuentes líquidas o de humedad, así como cualquier objeto

F31


ARTÍCULO

Parte del mantenimiento debe ser realizado por el operador de la soldadora, antes durante y después de utilizarla, sin embargo debe haber un cuidado más profundo por parte de un técnico especializado.

inflamable es primordial. Además de los cuidados generales, el mantenimiento requerido por cada una de las soldadoras, será diferente dependiendo de su funcionamiento.

ALGUNOS PROBLEMAS DE LAS MAQUINAS DE SOLDAR La máquina no arranca. Puede deberse a un fusible fundido de la línea de alimentación, circuito de potencia muertos, a sobrecarga o la entrada de voltaje incorrecto. Si el problema es con el circuito, entonces el voltaje de entrada debe ser revisado y corregido. Si existen sobrecargas, entonces se debe dejar que el dispositivo de soldadura se

F32

enfríe durante algún tiempo, revisar la entrada de tensión y dejarla siempre como indique el manual. Máquina de soldadura se detiene de repente. Este problema puede deberse a la obstrucción en la ventilación, fallas de ventilador de refrigeración interno, o sobrecarga. Hay que comprobar si todos los elementos de ventilación están libres y limpios. Si el ventilador de refrigeración interno no funciona, entonces las conexiones deben ser reparadas o reemplazadas. Problema con el interruptor de polaridad. No funciona debido al desgaste de la conexión o a un uso rudo e inadecuado del interruptor cuando la máquina está aún bajo


carga, lo que puede dañar la función del interruptor de polaridad. El soporte del electrodo se calienta. La razón detrás de esto podría ser, conexión floja o tamaño incorrecto del soporte del electrodo. Choques eléctricos al operador. El problema se produce si el bastidor de la máquina de soldadura no está correctamente conectado a tierra. Cables de soldar se calientan. Esto ocurre cuando el cable utilizado en la máquina de soldadura no es de tamaño apropiado. Abrazaderas en mal estado. Situación recurrente por óxidos que pueden dañar la pinza, ocasionando que los electrodos no pueden transferir fácilmente y ocasionen una alta resistencia en la máquina, lo que altera el flujo de la corriente. Es conveniente que la pinza sea revisada y limpiada periódicamente. El cable dañado. Se debe reemplazar el cable de la máquina de soldar tan pronto como sea posible, porque puede causar muchos problemas a la máquina y también puede afectar mucho el trabajo de soldadura. La máquina de soldar no se apaga. Esto ocurre cuando el interruptor de la línea está desgastado o tiene una falla mecánica, por lo que deberá ser sustituido.

F33


ARTÍCULO

MECANIZADO DE ALUMINIO

Estructura y dimensión a la orden

Todo mecanizado depende de la relación entre materialherramienta-máquina, que define los parámetros de corte, elección de la técnica, volumen de material extraído por unidad de tiempo y, naturalmente, la velocidad de corte.

F34

E

l mecanizado es un conjunto de operaciones que se llevan a cabo para la eliminación de material, con el objetivo de obtener piezas, con una estructura y dimensión determinada, a partir de una pieza de metal en bruto. Éste forma parte de una serie de procesos industriales que se realizan para la elaboración y obtención de diversos componentes para aplicaciones en todos los ámbitos. Abarca las téc-


El material, la aleación particular y temple del aluminio, su microestructura y sus propiedades mecánicas. El procesamiento de materiales, que consiste en la química de la aleación y el tratamiento térmico, los controles de los procesos de extrusión, la relación de reducción y el diseño de troqueles, y las prensas directas o indirectas que fueron utilizados en la extrusión de aluminio. En general, el objetivo en un buen mecanizado de aluminio es generar virutas cortas que no interfieran con las herramientas o que puedan estropear la superficie de la pieza.

Mecanizado por arranque de viruta

nicas de conformado o mecanizado sin arranque de viruta (mecanizado en frío), mecanizado por abrasión y, mecanizado con arranque de viruta. El aluminio, en comparación con otros materiales, es relativamente fácil de mecanizar. Responde bien a la mayoría de los procesos como fresado, taladrado, corte, punzonado y plegado. Sin embargo, surgen una serie de problemas específicos cuando se trata de trabajar con este

material por la producción de virutas fibrosas que se adhieren a los bordes de las herramientas de corte e impiden el buen funcionamiento de las mismas. Concretamente hay tres factores que afectan la maquinabilidad de aluminio: El proceso de mecanizado, que incluye el tipo de equipo, las herramientas de corte, velocidades de corte, velocidades de alimentación y lubricantes.

Al trabajar con el aluminio, el procedimiento más común se lleva a cabo a través de máquinas herramientas de arranque de viruta. Durante dicho procedimiento las fuerzas de corte ocasionadas son mucho menores en comparación con las generadas al tratar el acero (aproximadamente un 70% menores), por lo tanto, el esfuerzo empleado y la energía consumida disminuirá del mismo modo. La conductividad térmica del aluminio ayuda a la disipación de calor y dada la alta tasa de arranque de viruta, el calor generado durante su mecanizado se desvanece con las virutas sin dar tiempo para difundirse en el metal, ventaja importante en este proceso. Otra ventaja de este material, es su baja densidad, la cual permite que las fuerzas de inercia en las piezas de aluminio giratorio sean mucho menores que en otros materiales. Las características señaladas hacen posible la utilización de altas velocidades de corte y la obtención de mayor arranque de material en el mecanizado. No obstante, el factor de fricción, entre el aluminio y los metales de corte, es significativamente elevado, en comparación con otros

F35


ARTÍCULO

RANGO DE VELOCIDADES EN FUNCIÓN DEL MATERIAL A MECANIZAR Plástico reforzado con fibra Aluminio Bronce, latón Fundición Acero Titanio Aleaciones de Ni 100

1,000

* Velocidad de corte en metros sobre minuto.

F36

10,000

metales, provocando debilitación en los filos de corte y con ello el deterioro de la calidad de la superficie mecanizada. De aquí la importancia de que la refrigeración en el corte sea suficiente, pues de este modo existirá una menor tendencia al llamado embotamiento con aleaciones rígidas, velocidades de corte mayores y ángulos de desprendimiento mayores. Al seleccionar las herramientas de corte se deben considerar tanto el material como el revestimiento de las mismas. El carburo es un metal que funciona muy bien para el corte de aluminio, sin embargo, un carburo de grano sub-micras requiere de una alta concentración de cobalto para conseguir la estructura de grano fino y propiedades de resistencia del material. El cobalto reacciona con el aluminio a temperaturas elevadas, lo que hace éste se adhiera químicamente con el cobalto, haciendo que rápidamente la herramienta resulte ineficaz.


El secreto es encontrar el equilibrio correcto de cobalto para proporcionar la resistencia adecuada del material, acorde con los tiempos en que queda expuesta la herramienta durante el proceso de corte. Este equilibrio se logra utilizando carburo de grano grueso que proporciona una herramienta de dureza suficiente para lograr rápidamente el mecanizado de aluminio y reducir al mínimo la adherencia. En relación a los recubrimientos de herramientas los más comunes son las aleaciones con titanio (TiN, TiCN, TiAlN, AlTiN), nitruros de cromo, nitruro de zirconio, revestimientos de diamante.

Mecanizado Rápido Es posible reducir el número de herramientas necesarias para terminar una pieza; existe un concepto conocido como mecanizado rápido o a alta velocidad, el cual se lleva a cabo en máquinas de control numérico. El mecanizado a alta velocidad MAV, es un proceso que representa un paso importante hacia el mecanizado en óptimas condiciones con la posibilidad de trabajar a altas velocidades de corte y con altos avances, dependiendo de las herramientas o máquinas (CAD- Diseño asistido por computadora, CAM-manufactura asistida por computadora y CNC) disponibles. Este concepto fue ideado por Carl Salomon, entre los años 1924 y 1931, y consistía en aumentar, 5 o 10 veces, la velocidad del mecanizado convencional, obteniendo un descenso en la temperatura de formación de viruta; lo que permitió la mecanización de aceros de alta resistencia. Las condiciones del proceso como velocidad de corte, avance, profundidades de corte radial y axial, dependerán del material a mecanizar, así como de las máquinas y herramientas con que se cuenta. Cada material y aleación que se pretenda mecanizar posee sus propias

características de maquinabilidad, lo que nos marcará los limites operativos del proceso, dependiendo de si se trata de materiales blandos (aluminio, cobre, magnesio); de materiales duros, como aceros templados, titanio, níquel, etcétera.

Así, la relación material-herramienta-máquina limitará los parámetros de corte, estrategias de mecanizado, volumen de material extraído por unidad de tiempo y la velocidad de corte. El número de herramientas para terminar una pieza, no necesariamente

F37


ARTÍCULO

debe ser alto, pues el mecanizado rápido se lleva a cabo en sistemas de control numérico (CNC), los cuales cuentan con cabezales muy grandes y potentes que pueden girar a miles de revoluciones por minuto, además de tener avances de trabajo muy grandes, en materiales como el aluminio. Durante los procesos de mecanizado rápido se deberá considerar: Herramientas de corte. Para el fresado de aluminio a alta velocidad, es conveniente usar una herramienta con tres prismas o filos, que sea corta por la rigidez que esto ofrece. Una herramienta de carburo es ideal porque proporciona mayor rigidez que el acero de alta velocidad. Se debe evitar radios de las esquinas afiladas. Para otros cortes, sin embargo, utilizar una herramienta con filos de corte más redondeadas. En un uso intensivo, una esquina aguda se desgasta, dejando un borde de corte que sólo puede manchar el material en lugar de cortarlo. Se debe elegir una hélice empinada, cuyo ángulo debería ser no más de aproximadamente 35 grados. Un valor más grande aumentaría la fuerza de tracción de la herramienta durante el corte. Condiciones de corte. En un mecanizado de alta velocidad (MAV), el fresado combina altas velocidades de rotación y de avance, permitiendo el desbaste y acabado de piezas pequeñas, y el acabado en piezas de cualquier tamaño, considerando alta velocidad el rango de entre 1 y 10 kilómetros por minuto. En este procedimiento las fuerzas de corte se reducen, así como la cantidad de calor difundida a la pieza. No obstante, muchas de las aplicaciones ejecutadas bajo esta técnica, se realizan a velocidades de husillo moderadas (3,000 – 6,000 rpm) con herramientas de gran diámetro (25 – 30mm), por lo que este concepto no significa mecanizar a altas revoluciones de husillo.

F38


Refrigeración. En general, durante el fresado, el fluido de corte aumenta el choque térmico en los bordes de corte. La mayoría de los fluidos de corte en vapor se pierden cuando llega a la zona de corte en caliente, por lo que se pierde el beneficio de enfriamiento. La alternativa preferida para líquido refrigerante es aire comprimido y vapor de aceite a alta presión como una segunda opción.

Mecanizado por descarga eléctrica

La electroerosión o mecanizado por descarga eléctrica se lleva a cabo a través de un arco eléctrico que se forma entre la pieza metálica y un electrodo, en un medio dieléctrico. Tanto la pieza como el electrodo deben ser conductores, para lograr el arco que arranca virutas del aluminio. Este método es muy funcional para realizar formas complejas y se puede llevar a cabo por RAM, ariete o por electrodo de hilo metálico. Cuando se lleva a cabo el proceso de electroerosión, la pieza y el electrodo se encuentran a una distancia de centésimas de milímetro. Al existir una tensión continua y pulsante se crea un campo eléctrico muy intenso que eleva la temperatura hasta 20, 000ºC y de esta manera la chispa que surge volatiliza parte del metal. Esto se repite miles de veces por segundo y la intensidad cambia dependiendo de la máquina. La pieza trabajada es erosionada de manera uniforme, que reproduce la forma del electrodo.

ALEACIONES DEL ALUMINIO La industria del aluminio utiliza un sistema de índice de cuatro dígitos para la designación de las aleaciones de aluminio forjado. El primer dígito indica los principales elementos utilizados, junto con el aluminio, en la aleación. Las aleaciones de la serie 6xxx-entre los más ampliamente utilizados en la producción de mecanizado contienen magnesio y silicio. Las aleaciones más comunes utilizados en la producción de la máquina son 6061, 6042, 6082 y 6262. Cada uno tiene beneficios particulares para las necesidades específicas de mecanizado. Aleación 6061 es una de las más utilizadas por ser de las menos costosa y de las más versátiles tratadas térmicamente. Sus virutas de torneado y taladrado pueden ser difíciles de romper, por lo que se debe considerar el uso de rompevirutas y técnicas de mecanizado especiales. Aleación 6082, es una buena opción para aplicaciones estructurales, barras, tubos y perfiles. Ofrece buenas características de acabado y responde bien a anodizado. Los métodos de anodizado más comunes incluyen tinte claro, transparente, de color y, el de capa dura. Aleación 6042 es una nueva aleación de aluminio que ofrece una mejor maquinabilidad y la reducción de los niveles de plomo para cumplir con los requisitos para su reciclaje. Las aplicaciones típicas para la aleación 6042 incluyen conectores eléctricos y tornillos, componentes de freno, colectores neumáticos y bloques de válvulas, componentes de aire acondicionado, colectores hidráulicos y bloques de válvulas, y hardware y elementos de fijación. Aleación 6262 es la aleación para aplicaciones que requieren una maquinabilidad mejorada. Esta aleación es uno de los pocos desarrollado específicamente para aplicaciones de mecanizado, incluyendo máquina de tornillo y productos de la máquina CNC. Tiene una excelente resistencia a la corrosión a las condiciones atmosféricas y buena resistencia a la corrosión al agua de mar, también ofrece buenas características de acabado y responde bien a todos los métodos de anodizado comunes.

A través del electrodo de forma se pueden cortar materiales frágiles y se pueden hacer agujeros muy inclinados, aún en superficies curvas. La electroerosión por hilo es un procedimiento más moderno y se puede realizar con hilo de latón o de cinc, aun cuando el hilo presentará una rotura, esto no generaría problemas.

F39


EN PORTADA

ANODIZADO Oxidaciรณn Forzada

F40


El acabado de metales es uno de los procesos fundamentales en muchas industrias, por ejemplo en la automotriz, aeronáutica, de producción de electrodomésticos o de equipos de cómputo, teléfonos móviles y tabletas; en la industria de las telecomunicaciones o de joyería, solo por mencionar algunas. El anodizado es una de estas importantes técnicas de acabados metalizados.

L

ógicamente los metales desnudos, sin protección y acabado, durarían una mínima parte de su ciclo de vida útil, debido a los estragos de la corrosión y el desgaste. Sin embargo, un proceso de acabado metalizado puede, además de proteger la superficie y prologar la vida del producto, mejorar las propiedades eléctricas de la superficie o dotarla de un mejor comportamiento ante ciertos adhesivos o recubrimientos orgánicos y; a veces para lograr ciertos caprichos estéticos con propósitos decorativos, mercadotécnicos o artísticos. El anodizado es un tratamiento superficial que se le da al aluminio para otorgarle un mejor acabado estético y mejores propiedades mecánicas, lo que proporciona una mayor resistencia y durabilidad. Se trata de una oxidación forzada, por medio de la cual el aluminio forma una capa protectora de oxido de aluminio. Es un proceso electrolítico de pasivación, utilizado para incrementar el espesor de la capa natural de óxido (alumina) en la superficie metálica.

F41


EN PORTADA

A lo largo de los años

La anodización es usada frecuentemente para proteger el aluminio y también al titanio de la abrasión y la corrosión.

F42

Fue en la década de 1920 que el aluminio tomó gran protagonismo en la industria gracias a ser un metal ligero, flexible, resistente y de alta durabilidad. Desde entonces, los procesos tecnológicos en acabados metalizados han mantenido un flujo constante de mejoras en la protección y las técnicas coloración. La primera y más importante técnica fue el anodizado, que convierte la superficie de aluminio en un óxido de larga duración. Hoy, el proceso de anodizado de aluminio incluye líneas especializadas, ya sea por lotes o de bobina continua, incluso la cesta de anodización para pequeñas piezas. Esta tecnología de procesamiento especializado ha permitido a las empresas lograr elevados niveles de productividad y al mismo tiempo incrementar la calidad de sus acabados. Los recientes avances en las técnicas de coloración, ofrecen una gama de colores de pintura que ri-

valizan con las mejores técnicas de pintura electrostática, pero con las ventajas técnicas y belleza de un anodizado.

PROCESO El procedimiento de Anodizado en medio sulfúrico es el más utilizado en la industria, gracias a los resultados satisfactorios que se logran en relación a la inversión económica y a la infraestructura técnica requerida. El perfil o chapa debe pasar por una etapa de lijado y pulido, desengrase, lavado con agua en circulación y con continua regeneración. El siguiente paso es el decapado de limpieza, por pulido químico o electrolítico. Nuevamente lavado con agua en circulación y con continua regeneración, neutralizado, lavado con agua en circulación y con continua regeneración, oxidación anódica. Nuevamente lavado con


agua en circulación y con continua regeneración, y coloración por estructura porosa. La capa de anodizado está constituida por un apilamiento de células hexagonales yuxtapuestas, en las que el centro será de alúmina amorfa, poco resistente a los ácidos, mientras que la periferia está formada por alúmina cristalina muy resistente a los ácidos. La capa de óxido formada se asemeja a las fibras textiles y puede, de la misma manera, ser teñida por medio de colorantes especiales (anilinas y tintas). Como la capa es transparente, el brillo de metal base se transmite, por lo que se logran acabados que ningún otro tratamiento por pintura o barniz puede otorgar.

Baño electrolítico Se debe colocar la pieza de aluminio en un baño electrolítico de ácido sulfúrico, pasando una corriente de aproximada-

El aluminio anodizado no mostrará signos de desgaste por exposición los rayos UV y al agua salada, la capa de anodizado nunca se desvanecerá. mente 6mil Amperios a 20 Voltios entre el aluminio (el ánodo) y el cátodo. La capa producida forma parte integrante del aluminio, no siendo una capa aplicada. Esta capa endurece la superficie, la hace más resistente a la abrasión y mejora la resistencia del metal a la corrosión; la capa anódica aisla más la superficie del aluminio y le provee de un aspecto decorativo mediante una amplia gama de colores.

¿QUÉ ES QUALANOD? Qualanod Internacional es La Asociación para los Controles de Calidad en la Industria del Anodizado. Esta Asociación creada en Europa ha establecido un conjunto de especificaciones técnicas, para lograr un estándar como marca de calidad, todo con el propósito de ofrecer a los consumidores una garantía para anodizado de gran calidad.

Cuando se aplica la corriente se forma una capa de óxido que pasa a formar parte integral del material. El espesor de la capa está determinado por la combinación de temperatura y la com-

F43


EN PORTADA

anodizar de forma más rápida que en la anodización por carga. Sin embargo, se debe aplicar un estricto control en todo el proceso para producir un producto de buena calidad en el anodizado continuo, asegurando la uniformidad en toda la longitud de la banda.

Espesor del anodizado

posición del baño, la corriente aplicada y el tiempo de anodizado. El espesor variable, puede ser entre algunas pocas micras, 25 ó 30 micras en el anodizado de protección y hasta 100 micras en el anodizado duro. Por ácido sulfúrico. Es el proceso de anodización predominante en la actualidad. Este tipo de anodizado se realiza en un baño de ácido sulfúrico, alrededor del 10 al 20% del ácido al agua. Es más fácil comenzar con una mezcla más fluida y añadir más ácido en lugar de quitarla. Este paso es muy importante ya que tendrá un efecto sobre la corriente y es la densidad. La mayoría de los anodizadores utilizan este método, aunque otros ácidos están disponibles para los propósitos de la especialidad. Por ácidos orgánicos. Estos procesos integrales de un solo paso emplean 90100 soluciones g/litro de ácidos orgánicos, que contiene una pequeña cantidad de ácido sulfúrico (para aumentar la conductividad). El revestimiento de óxido resultante es de color rápido y resistente a la intemperie. Anodizado por cargas Los perfiles de aluminio de dimensiones discretas, chapas o pequeños componentes, como piezas de fundición, son fijados en bastidores y transportados mediante grúas para ser sumergidos secuencialmente en los diferentes baños del proceso.

F44

El anodizado ha sido usado en la edificación durante más de 60 años, ofreciendo el acabado para la arquitectura más duro y seguro disponible actualmente. Anodizado en continuo El anodizado en continuo es un proceso especial donde una bobina de aluminio es desenrollada alimentado una serie de estaciones, donde se realizan el decapado, anodizado, coloreado y sellado. Estas condiciones permiten

La micra es una unidad de longitud, equivalente a una milésima parte de un milímetro y su símbolo científico es µm. Su nombre proviene del griego y se refiere a algo muy pequeño, por cierto, muy complejo de medir. El espesor de anodizado para ambientes interiores y suaves puede ser suficiente con 5 a7µm. Para ambientes exteriores y duros, unas 15µm; mientras que para ambientes marinos y extremos, de 20µm en adelante. Existen métodos de medición para supervisar las condiciones especiales de la calidad del espesor de recubrimiento; paralelamente al proceso, ya sea en los productos terminados o en su estado montado.

Mediciones Se puede determinar el grosor de los recubrimientos anodizados en el uso


Reciclable El Aluminio es un metal suave y ligero que, mezclado con pequeñas cantidades de otros metales, se obtiene una amplia gama de aleaciones con propiedades específicas para un gran número de aplicaciones, además el aluminio es 100% reciclable, ilimitadamente.

Propiedades El Aluminio posee excelentes propiedades que lo convierten en un material muy apropiado para la construcción. Es ligero, su densidad es 1, mientras que la del acero 2,700 kg/m3. Las aleaciones de aluminio más comunes tienen una resistencia entre 70 y 700 MPa. A diferencia de la mayoría de los aceros, el aluminio no se convierte en un metal quebradizo a bajas temperaturas. Al contrario, su resistencia aumenta. A altas temperaturas, la resistencia del aluminio se reduce.

Facilidades Comparado con otros metales, el aluminio tiene un coeficiente relativamente alto de expansión linear, por lo que se trabaja fácilmente al curvar, cortar, taladrar o mecanizar. El consumo de energía durante el mecanizado es muy bajo.

Conductor de calor y electricidad El aluminio es un excelente conductor del calor y la electricidad, es un buen reflector tanto de la luz visible como del calor irradiado.

Su oxido, su protección Al reaccionar con el oxígeno en el ambiente, forma un capa fina de óxido, que aunque el espesor de esta oxidación se da en micras, es densa y proporciona una excelente protección contra la corrosión, al grado que se auto-repara en caso de daño.

Soldabilidad Soldadura por fusión, por fricción y por proceso TIG.

Duradero El aluminio es extremadamente duradero en ambientes neutros y ligeramente ácidos. El anodizado incrementa el espesor de la capa de óxido y por tanto mejora la resistencia de la protección natural contra la corrosión. En exteriores, el espesor de anodizado suele ser entre 15 y 25 micras, dependiendo del riesgo de corrosión

Toxicidad cero El aluminio es un material no magnético; después del oxígeno y silicio, el aluminio es el elemento más común de la corteza terrestre, teniendo una toxicidad cero.

F45


EN PORTADA

de superficies rugosas y en anodizados finísimos, teniendo en cuenta los requisitos de las normas vigentes. Para aumentar la resistencia a la intemperie se redensifican las capas de óxido generadas anódicamente. Se pueden comprobar las capas de óxido a través de la medición del valor de admitancia. Así como la comprobación de la resistencia, la composición de las aleaciones o la coloración de las capas anodizadas mediante la medición de la conductividad.

La capa de oxido La capa de óxido creada consiste en una cantidad de poros abiertos que vuelven el material sensible a la corrosión. Por tanto, el proceso se completa mediante el cierre de los poros con un sellado. El óxido de aluminio puede alcanzar una gran dureza que varía entre los 7 y 8 de la escala Mho; es muy estable y resistente a los agentes corrosivos ambientales. La capa generada por medio del proceso electroquímico se integra al metal, por lo que no puede ser raspada o pelada.

Color La capa de óxido anódico también puede colorearse según una amplia gama de tonos. El coloreado se realiza antes del sellado. Hay distintos métodos de coloración de las capas de óxido formadas: coloración por sales y coloración por tintes. Como técnica reciente se está desarrollando los acabados por interferencia (azul, gris y verde) basados en modificaciones posteriores del poro del óxido de aluminio formado en la etapa propia de anodizado. Esta modificación microscópica del poro se consigue mediante la reproducción de condiciones de temperatura, concentraciones del electrólito, voltajes, superficie de carga afectada y características de la aleación. El control de estas variables y la reproducibilidad de las condiciones del proceso son las que determinan el acabado azul, gris o verde.

ENSAYOS DE LABORATORIO Ensayos no destructivos

con ayuda de corrientes de Foucault

Es el método normal para la medición del espesor, en caso de conflicto, se deberán utilizar un ensayo de arbitraje. Procedimiento: sobre cada pieza a controlar, se debe realizar la medida del espesor por lo menos en cinco puntos de medida (0,5 cm2), excepto

F46

El óxido de aluminio puede alcanzar una gran dureza que varía entre los 7 y 8 de la escala Mho.


si el tamaño de la pieza no lo permite, procediendo a hacer de 3 a 5 lecturas individuales de espesor en cada punto. La media de las lecturas individuales de un punto de medida da el valor medido (espesor local) que será anotado en el informe de inspección. Para cada pieza, se calculará la media de los cinco valores medidos, obteniendo como resultado el espesor medio. El valor del espesor medio expresado en micras debe ser al menos igual a la clase de espesor. Ninguno de los espesores locales, expresados en micras, puede ser inferior al 80% de la clase de espesor. Si no es así, el ensayo de espesor será considerado negativo. Por su parte, los ensayos destructivos incluyen la medida por corte micrográfico y el método gravimétrico.

Ensayos para control del sellado (impregnación) Son los criterios relacionados para un desempeño aceptable del producto, se requiere un cuidado especial cuando en la instalación se empleen aditivos diseñados para prevenir la formación de depósitos en los baños de sellado y se prestará gran atención al método de arbitraje y a los resultados de la pérdida de peso y, si estuviera indicado, al ensayo de la gota de colorante.

pueden también resultar por la falta de control y contaminación de las soluciones utilizadas en las diversas etapas, utilizadas para producir un acabado anodizado. Se sugieren métodos que pueden ser utilizados para identificar el origen de algunos de estos defectos o problemas. Hay casos en que los defectos sólo se hacen visibles después de la operación de tratamiento de superficies. Algunos puntos importantes para establecer el origen del problema son: ¿Qué parte del lote o de la carga del material en particular se ve afectado por el problema? ¿El defecto está en todas las superficies de la muestra o sólo superficies seleccionadas? Si sólo está en las superficies seleccionadas, ¿cómo se relacionan con la manera en que las muestras se han almacenado antes o después del proceso de

anodizado o la posición en la que las partes se encuentra en el bastidor para el anodizado?¿Tiene el defecto (picaduras o rayas), alguna direccionalidad y, si es así, ¿están a lo largo del eje de extrusión o laminado?¿Tiene el defecto una forma circular u ovalada, como la de una huella digital?. El anodizado no oculta marcas presentes en la superficie de la de aluminio antes de la anodización. Asegúrese de que las piezas anodizadas se empaqueten, evitando que puedan ser fácilmente dañados o marcados durante el tránsito. El recubrimiento anodizado tiene muy alta resistencia eléctrica, deteniendo eficazmente la soldadura, por lo que el anodizado debe ser eliminado antes de aplicar un proceso de soldadura.

DEFECTOS DEL ANODIZADO Los defectos pueden ser clasificados en términos de su apariencia, o en términos del proceso en el que se originan y manifiestan. Los defectos más comunes pueden describirse como picaduras, rayas o aspecto desuniforme. Algunos defectos pueden originarse en el sustrato, como resultado del proceso de fabricación termomecánico utilizado para producir la lámina o en la extrusión, manipulación y el almacenamiento del material, antes del proceso de acabado. Los defectos

F47


ENTREVISTA

MEJORA CONTINUA EN PROCESOS DE ANODIZADO

PARA LOGRAR UN BUEN ANODIZADO SE DEBEN CONTROLAR: LA CONCENTRACIÓN Y TEMPERATURA DEL ELECTROLITO, INTENSIDAD DE CORRIENTE Y TIEMPOS DE PROCESO.

E

n opinión del ingeniero Francisco Ornelas Vargas, gerente general de Estañadora SA de CV, empresa con 75 años de experiencia en los procesos de anodizado, pulido y níquel-cromo; más que la maquinaria y los equipos físicos, son los operadores técnicos, quienes por experiencia, especialización y capacitación permanente, pueden garantizar la calidad de un proceso.

Agradecemos la entrevista con: Estañadora S.A. de C.V. Tlalnepantla, México. www.estanadora.com.mx (55) 5397-8422

F48

“Somos una empresa mexicana que surgió con grandes limitantes para obtener los equipos, en aquella época la frontera estaba cerrada y no podías importarlos, además era muy difícil encontrar proveedores que te abastecieran de insumos. Así que surgimos creando nuestras propias soluciones. Hoy, si se tiene la oportunidad de invertir en actualización de maquinaria y equipos, se debe canalizar a la automatización.


Por ejemplo, para atender necesidades de la industria aeronáutica se requieren otro tipo de habilidades para desarrollar productos muy especializados con anodizado tipo III (anodizado duro), con durabilidad de más de 10 años en las piezas. Debes tener una tener una rastreabilidad impresionante de tus piezas, para lo cual es fundamental la automatización de procesos. Por su experiencia ¿qué garantiza un buen anodizado? Para lograr un buen anodizado se deben controlar todas la variables: concentración y temperatura del electrolito (solución de ácido sulfúrico y aluminio), la intensidad de corriente que fluye por carga (ampers por decímetro cuadrado), que debe ser constante y los tiempos de cada proceso; todo para cumplir con las especificaciones establecidas para la pieza que estés corriendo, que estará en función a

la resistencia a la corrosión que se requiera en la industria. ¿Cómo lograr mayor productividad y rentabilidad de los procesos de anodizado? Cuando tienes la ingeniería técnica y química para desarrollar tus propios procesos y productos, como desengrases, soluciones, sellos, etcétera; y tienes además una línea de producción especializada, o la puedes desarrollar con tus propios equipos ya amortizados; es cuando puedes ser muy competitivo. Sin embargo, cuando te ves en la necesidad de montar una nueva línea de producción, tal vez automatizada porque no tienes el personal técnico adecuado, y a su vez adquieres los productos de un tercero, por supuesto que los costos nunca van a ser los óptimos. Nosotros estamos entre 15 y 20% más abajo, gracias a estas condiciones.

El ISO TS/16949 se aplica en las fases de diseño y desarrollo de un nuevo producto dentro la industria automotriz. Consiste en el desarrollo de un sistema de gestión de calidad y mejora continua, con énfasis en la prevención de errores y reducción de desechos. ¿Qué debe incluir un proceso automatizado? Sería ideal tener un equipo técnico en línea que controle grúas y rectificadores, desarrollando el proceso; y una línea que corra automáticamente, como ya lo hacen en Alemania o China, que son la vanguardia en la aplicación de alta tecnología a estos procesos. ¿Qué tipo de certificaciones y normatividad aplica en su ramo? Nuestra empresa está certificada en ISO TF 16949, que es un equivalente a un ISO 9000, sólo que especializado para el ramo automotriz, lo que nos permite certificar nuestros procesos y de esa forma ser proveedor de las platas armadoras. Nos evalúan en resistencia a la corrosión, pruebas de sello, pruebas a la solución de ácido sulfúrico, solución de capa, todo dependiendo de las piezas requeridas.

F49


NORMATIVIDAD

NORMAS DE ANODIZADO PROYEC TO DE NORMAS MEXIC A NAS

IMEDAL CUENTA CON EL APOYO DEL COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DEL ALUMINIO Y SUS ALEACIONES (CTNNAA), RECONOCIDO ANTE SECRETARÍA DE ECONOMÍA

C

onsultamos a la directora ejecutiva del Instituto del Aluminio A.C. (IMEDAL), ingeniera Artemisa Alba Aguilar, quien nos confirma que en México existen normas para diversos aspectos del proceso de anodizado de aluminio, son normas que se vienen actualizando por periodos quinquenales y en ciertos casos con mayor frecuencia. En el programa 2015 del IMEDAL, ingresado a la Dirección General de Normas en noviembre de 2014, tiene el compromiso de sacar 67 normas, entre las que se encuentran algunas relacionadas con el anodizado. www.imedal.org.mx La Secretaría de Economía, por conducto de la Dirección General de Normas, publicó el pasado 4 de abril de 2016, el aviso de consulta pública de los proyectos de normas mexicanas, mismos que han sido elaborados y aprobados por el Comité Técnico de Normalización Nacional del Aluminio y sus Aleaciones.

F50


PROY-NMX-W-119-SCFI-2015

ALUMINIO Y SUS ALEACIONES-ANODIZADO-DETERMINACIÓN DEL ESPESOR DE RECUBRIMIENTOS DE ÓXIDO ANÓDICO-MEDICIÓN NO DESTRUCTIVA POR MICROSCOPIO DE HAZ DIVIDIDO (CANCELARÁ A LA NMX-W-119-SCFI-2003). Este Proyecto de Norma Mexicana establece un método no destructivo para determinar el espesor de recubrimientos de óxido anódico en aluminio y sus aleaciones, utilizando un microscopio de haz dividido. Este método es aplicable, en la mayoría de los casos industriales, a recubrimientos de óxido anódico de más de 10 µm, o desde 5 µm cuando la superficie es lisa.

PROY-NMX-W-120-SCFI-2015 ALUMINIO Y SUS ALEACIONESANODIZADO-DETERMINACIÓN DE LA MASA POR UNIDAD DE ÁREA EN RECUBRIMIENTOS DE ÓXIDO ANÓDICO-MÉTODO

GRAVIMÉTRICO (CANCELARÁ LA NMX-W-120-SCFI-2004). Este Proyecto de Norma Mexicana establece el método gravimétrico para la determinación de la pérdida de masa por unidad de área (densidad superficial) de los recubrimientos de oxidación anódica en el aluminio y sus aleaciones.

PROY-NMX-W-121-SCFI-2015

ALUMINIO Y SUS ALEACIONES-ANODIZADO-EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL SELLADO DE LA CAPA DE ÓXIDO ANÓDICO POR MEDICIÓN DE LA ADMITANCIA (CANCELARÁ A LA NMX-W-121-1982). Este Proyecto de Norma Mexicana especifica el método para evaluar la calidad de los recubrimientos de oxidación anódica sellados en el aluminio y sus aleaciones mediante la medición de la admitancia. El método es aplicable a los recubrimientos de oxidación anódica sellados en un medio acuoso.

La misión de Instituto del Aluminio es promover la sustentabilidad, innovación, generación de conocimiento e integración de la industria mexicana del aluminio, teniendo como uno de sus ejes principales la normalización. Este método es adecuado para utilizarlo como un ensayo de control de la producción y como una prueba de aceptación cuando exista un acuerdo entre el proveedor y el cliente.

PROY-NMX-W-127-SCFI-2015

ALUMINIO Y SUS ALEACIONES-ANODIZADO-RECUBRIMIENTOS DE ÓXIDO ANÓDICO COLOREADOS-RESISTENCIA A LA DECOLORACIÓN POR LA LUZ ULTRAVIOLETA-MÉTODO COMPARATIVO DE PRUEBA (CANCELARÁ A LA NMX-W-127-1984). Este Proyecto de Norma Mexicana establece un método comparativo para la determinación de la resistencia a la decoloración por la luz ultravioleta (UV) de los recubrimientos de óxido anódico coloreados. Este método no es aplicable para probar recubrimientos de oxidación anódica coloreados que son sensibles al calor.

F51


CONSUMIBLES

ELECTRODO DE ALUMINIO E N F U N D I C I O N E S T I P O A L- S I

A TRAVÉS DEL PROCESO GTAW (GAS TUNGSTEN ARC WELDING), TAMBIÉN CONOCIDO COMO PROCESO TIG SE LOGRAN SOLDADURAS DE GRAN CALIDAD DE PIEZAS DE ALUMINIO.

S

in embargo, es posible soldar aleaciones tipo Al-Si con otros procedimientos de soldadura, como el soldeo por arco, con electrodos revestidos. Es uno de los procesos de mayor utilización debido a su gran versatilidad y posibilidades de utilización. El proceso es aplicable a aceros al carbono, aceros aleados, inoxidables, fundiciones y metales no férreos como aluminio, cobre, níquel y sus aleaciones. El aluminio es por lo general más difícil de soldar que el acero, ya que conduce el calor mucho mejor, teniendo un punto de derretimiento más bajo. La combinación de estos factores implica que es más fácil derretir las piezas de aluminio a soldar. Se debe elegir un soldador de gran potencia para poder hacer la soldadura con rapidez. El aluminio se expande más que el acero en respuesta al calor, por lo que las lengüetas de contacto deberán ser aproximadamente 0.04 cm más largas que el electrodo.

F52


El electrodo de aluminio Un electrodo de aluminio es útil para uniones y revestimientos en aleaciones y fundiciones de los tipos Al–Si. La cobertura de este electrodo brinda una atmósfera de gas protector del arco, proporcionando un fundente para disolver la alúmina (óxido de aluminio) y agentes limpiadores, así como una escoria protectora para cubrir la franja de soldadura.

Aplicaciones Ampliamente utilizado en la pailería en aluminio, construcción de estructuras arquitectónicas, fabricación y reparación de moldes, corrección de defectos de fundición, tanques y

Para soldar aluminio el amperaje recomendado es de 90 Ampers de corriente directa, conectando el electrodo al polo positivo. Se debe tener excelente práctica ya que esta soldadura requiere rapidez.

Ventajas Buena soldabilidad; encendido y reencendido rápido, poco salpique, remoción fácil de óxidos, las características de las uniones resultan particularmente buenas. Puede también aplicarse con soplete, utilizando su fundente y flama ligeramente carburante. Buenas propiedades de liga y fluidez capilar.

Consejo técnico recipientes para industria papelera y aceitera. En mantenimiento y reparación de componentes de la industria de la aviación, química, alimenticia y agroindustrial.

Antes de soldar es necesario limpiar de aceites, grasas, pinturas y suciedad, ya que esto puede ocasionar poros en la soldadura por atrapamiento de gas. Únicamente debe usarse CDPI (electrodo al positivo) para poder realizar una adecuada limpieza catódica, es decir, una correcta eliminación de la capa de óxido de aluminio. En secciones gruesas es necesario precalentar la pieza a temperaturas por debajo de 204°C y no mantener dicha temperatura más de lo necesario. Eliminar los residuos de fundente en cuanto termine la soldadura.

F53


METALURGIA

TIPOS DE FUNDICIONES M A NUFAC T UR A ME TÁ L IC A

ES EL PROCESO POR MEDIO DEL CUAL SE FABRICAN PIEZAS METÁLICAS, A TRAVÉS DEL VERTIDO DE METAL FUNDIDO POR TEMPERATURAS ELEVADAS, SOBRE UN MOLDE HUECO

T

ambién se conoce como fundición al proceso de extraer metales a partir de sus menas. A través de la fundición pueden producirse formas caprichosas de casi cualquier tamaño a partir de hierro, acero, aluminio, bronce, cobre, latón, magnesio o zinc. Las características de una fundición no sólo dependen de su composición química, sino también del proceso de elaboración. Para la fundición deben fabricarse moldes refractarios y contar con los equipos con temperatura adecuada, más un sistema de ventilación para evacuar aire y gases de fundición. Los modelos para fundición se utilizan para hacer diversos tipos de piezas, desde turbinas, hasta piezas decorativas, auto partes, repuestos de maquinas, etcétera. Algunos tipos de fundición que vale la pena reconocer son las siguientes:

F54


Fundición gris Conocida también como hierro fundido o hierro colado, es una fundición que adquiere forma de escamas, dotando al hierro de su color particular y de las propiedades para su maquinado, con capacidad para el templado y buena fluidez para el colado. Esta aleación ferrosa contiene en general más de 2% de carbono y más de 1% de silicio, además de manganeso, fósforo y azufre. Las fundiciones grises son quebradizas y de baja resistencia a la tracción.

Fundición nodular La mayor parte del contenido de carbono, en el hierro nodular tiene forma de esferoides. Para producir la estructura nodular, el hierro fundido que sale del horno se inocula con materiales como magnesio o cerio. Al encontrarse el carbono en forma esferoidal, la continuidad de la matriz se interrumpe mucho menos que cuando se encuentra en forma laminar; esto

A lo largo de los años se han utilizado técnicas complementarias para la manufactura metálica, como la fundición a presión, la forja, la extrusión, el mecanizado o el laminado. da lugar a una resistencia a la tracción y tenacidad mayores que en la fundición gris ordinaria.

Fundición blanca Se forma al enfriar rápidamente la fundición de hierro desde el estado líquido.

Fundición maleable Son tipos especiales de hierros producidos por el tratamiento térmico de la fundición blanca, que es sometida a

rígidos controles dando por resultado una microestructura en la que gran parte del carbono se combina con cementita. Su veloz enfriamiento ayuda a evitar la grafitización de la cementita, aunque si se calienta la pieza colada a una temperatura de 870°C, el grafito se forma adoptando una forma característica denominada “carbono de revenido”, resultando la fundición maleable.

Fundicion atruchada Es un tipo de fundición intermedia entre la blanca y la gris, donde parte del carbono se encuentra combinado, formando cementita y la otra parte libre en forma de grafito. Tiene propiedades de ambas fundiciones, siendo difícilmente maquinable.

Fundición aleada Contienen cromo, molibdeno, níquel o cobre en ciertos porcentajes para mejorar las propiedades mecánicas de las fundiciones regulares. La fundición aleada pretende lograr propiedades especiales, como alta resistencia al desgaste, a la corrosión o al calor. Ciertos elementos como el silicio, el aluminio, el níquel o el cobre, se disuelven en la ferrita, la endurecen y hacen incrementar su resistencia. Otros elementos como el cromo, el manganeso y el molibdeno, son formadores de carburos, que tienden a conformar fundición blanca en vez de gris, dificultando así la grafitización. En la siguiente entrega hablaremos de las fundiciones aleadas y su clasificación.

F55


INGENIERÍA DE SUPERFICIES

MÉTODOS DE MEDICIÓN FUNDA MENTO BÁSICO

LA INGENIERÍA DE SUPERFICIES, COMO SUBDISCIPLINA DE LA CIENCIA DE LOS MATERIALES, SE OCUPA DEL ESTUDIO DE LAS SUPERFICIES SÓLIDAS Y SU COMPORTAMIENTO EN DIVERSAS CONDICIONES.

E

l estudio, conocimiento y análisis sistemático de las superficies, tiene gran utilidad en múltiples industrias, muy especialmente en la de pintura y recubrimientos industriales. Dadas las oportunidades de desarrollo para diversas empresas proveedoras de partes de la industria automotriz, aeroespacial y de energía, resulta muy importante la adquisición de equipos de medición, adecuados para cada caso. Empecemos desde el principio: la fase de superficie sólida interactúa con el medio ambiente, pudiendo degradarse con el paso del tiempo, debido al desgaste, la corrosión, fatiga o la fluencia; razón por lo que se aplican recubrimientos que forman una parte importante de la manufactura de un producto, representando calidad, tiempo y costo. El cumplimiento de normas y certificaciones internacionales está hoy más que nunca, basado en las mediciones de un recubrimiento.

F56


Para medir el espesor de un recubrimiento se pueden seguir dos caminos: procedimientos destructivos, en el que el revestimiento se corta al sustrato usando un equipo adecuado; y mediciones no destructivas, usando técnicas que no dañen el revestimiento o el sustrato. Platicamos con el ingeniero Leonardo Febo, director de Helmut Fischer en México, empresa especialista en soluciones para la medición de espesores, análisis y ensayo de materiales; para conocer su perspectiva respecto a la evolución que han tenido los equipos de medición en este ámbito: “En Helmut Fischer, los primeros desarrollos en este tipo de equipos datan de 1953, sin embargo si creo que en la industria de México se han utilizado de forma mas preponderante, desde hace unos 20 o 25 años, dependiendo del sector y del tipo de tecnología de medición”

El principio de operación de un equipo medidor de espesores de recubrimiento, está relacionado con el tipo de sustrato sobre el cual se desea hacer la medición.

¿Cuál ha sido el orden de aparición de estas tecnologías? “Las tecnologías de medición han pasado por un largo proceso de evolución, algunas de ellas se conservan en uso, como los equipos mecánicos de funcionamiento magnético puro, que se usa para medir zinc sobre fierro, basado en la fuerza de atracción del imán contra el fierro. Es decir, si ponemos un imán contra el fierro puro, se atrae con cierta fuerza y conforme se le aplica recubrimientos de zinc, la atracción se va deteriorando; por lo que midiendo dicha reduc-

ción en la atracción, es como se hace la estimación. Son equipos muy económicos, aunque no tan precisos ya que están basados en una escala mecánica, que se debe interpretar. En el siguiente orden estarían los equipos de inducción magnética con solenoides, el mismo fundamento de operación de una magnético puro, pero involucrando ya señales eléctricas; en seguida vendrían los equipos que generan corrientes parásitas de Eddy; el ultrasónico, que requiere electrónica adicional para medir los rebotes de las ondas sonoras; aparatos para la medición coulombimétrica del espesor de recubrimiento, que desarrolla un proceso inverso a la galavanoplastía, donde se retira el recubrimiento y por la duración de la reacción y el área de trabajo, se genera un calculo. En seguida estaría un procedimiento, tal vez poco conocido, que es retro-dispersión beta (radioactivo), y más recientemente los de rayos X, en varias técnicas: energía dispersiva, por difracción y otra por ancho de onda.” El principio de operación de un equipo medidor de espesores de recubrimiento, está relacionado con el tipo de sustrato sobre el cual se desea hacer la medición, es decir dependiendo si se trata de sustratos ferrosos o no ferrosos. En las siguientes ediciones desarrollaremos cada uno de los procedimientos para conocerlos mejor.

F57


ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

TIPOS DE ANODIZADO S A B E R PA R A R E S O LV E R

CIERTOS COMPONENTES COMPLEJOS EN LA INDUSTRIA REQUIEREN PROCEDIMIENTOS DE PROTECCIÓN Y TÉCNICAS DE RECUBRIMIENTO DE SUPERFICIES AVANZADAS.

E

l aluminio y el titanio son dos materiales ampliamente usados en la industria, que dadas ciertas condiciones, es muy probable que requieran de protección por anodizado. Los componentes anodizados se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, por ejemplo en la industria militar, de accesorios médicos, comerciales, automotriz e industria aeroespacial. Como ya lo hemos señalado, se puede lograr artificialmente una películas de óxido mucho más gruesas y de características distintas a las de la capa natural, más protectoras, gracias a los procedimientos químicos y electrolíticos. El proceso de anodizado permite formar capas en las que el espesor puede ser de algunas micras en los tratamientos de decoración, y llegar a las 100 micras o más, para procesos de endurecimiento superficial. A continuación los tipos de anodizado más comunes:

F58


Anodizado Tipo I Utiliza un baño químico a base de ácido crómico, se usa comúnmente para aplicaciones que requieren un revestimiento delgado, de protección y un alto nivel de resistencia a la corrosión. También sirve como un cebador efectivo, antes de las operaciones de pintura u otro recubrimiento.

Anodizado tipo II Es la más común y a menudo es el proceso de anodizado de aluminio más accesible de llevar acabo de forma interna. Se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones y permite a las piezas protegidas, ser teñidas en prácticamente cualquier color. Se basa en un baño químico de ácido sulfúrico.

Anodizado tipo III Se conoce como el anodizado de capa dura. Se utiliza cuando se necesita una superficie muy dura, como en la fabricación de armas, artículos deportivos y

La naturaleza del metal base (aluminio no aleado de diversas purezas y aleaciones) tiene una importancia fundamental sobre los resultados que se consiguen. superficies de soporte estructural. Los anodizados tipo III normalmente no se tiñen, más bien, se logran diversos tonos de gris mediante la alteración de las variables de temperatura, voltaje y de baño. Otros tipos menos comunes de anodizado, son el de ácido fosfórico y anodizado de titanio. Es muy importante a la hora de seleccionar el material para un anodizado duro, verificar la pieza que se vaya a mecanizar y seleccionar la aleación también en función de sus características y resistencia mecánica.

Aleaciones con silicio Las aleaciones que contienen silicio (De la familia Al Si) pueden llevar procesos de anodizado de protección, pero no se recomienda para anodizado decorativo. Un alto contenido de silicio presenta una tendencia a dar un tono grisáceo. Las películas obtenidas para el anodizado con ácido crómico son opacas, más blandas, de menor espesor, pero de mayor resistencia al desgaste que las películas anódicas obtenidas con ácido sulfúrico. Tienen más ductilidad y, para espesores iguales, más resistencia a la corrosión.

Anodizado sulfúrico Las películas obtenidas con ácido sulfúrico son normalmente transparentes, de más espesor y porosidad, y por tanto son más aptas para teñir que las películas obtenidas con ácido crómico. Los anodizados no son una protección eficaz contra la corrosión de bajas tensiones. Aunque es un fenómeno más característico del anodizado sulfúrico que del anodizado crómico, el anodizado en general rebaja el límite de fatiga del material base.

El anodizado duro El anodizado duro se utiliza para obtener un acabado con la dureza equivalente a la de un acero cimentado pero con el peso y la resistencia del aluminio. En el proceso de anodizado duro se obtienen capas de espesores más grandes que en el caso del anodizado sulfúrico normal o el anodizado crómico. Esto se consigue con una baja concentración del electrólito y a baja temperatura.

F59


CORTE INDUSTRIAL

OXICORTE Altamente funcional El proceso de oxicorte se basa en la reacción fuertemente exotérmica de la oxidación del hierro en presencia de oxígeno. El flujo de oxígeno y los gases de combustión desplazan el óxido fundido y el metal arde a su paso, produciendo un corte estrecho.

F60


C

uando el hierro o acero se calienta a una temperatura superior a los 850 grados centígrados, se quemará si entra en contacto con el oxígeno (punto de ignición). Si el oxígeno proviene sólo del medio ambiente, la combustión se produce exclusivamente en la superficie del metal. Pero, si dirigimos un chorro de oxígeno puro al metal caliente, éste se quema a través de una zona estrecha, llamada ranura de cor-

te. Esta operación se basa en la reacción exotérmica, sumamente fuerte, de la oxidación del hierro en presencia de oxígeno. El flujo de oxígeno y los gases de combustión desplazan el óxido fundido y el metal arde a su paso, produciendo el corte estrecho. El oxicorte es uno de los procesos industriales más utilizados gracias a su bajo costo y requerimientos básicos de equipamiento. Es portátil y apto para el trabajo en sitio, muy eficaz

para operaciones manuales y mecanizadas. Se usa principalmente para realizar corte de chapas, barras de acero al carbono de baja aleación, así como otros materiales ferrosos. Para el oxicorte manual no existe necesidad de corriente eléctrica y los costos de equipos son relativamente bajos. En la nomenclatura de la AWS (American Welding Society), el procedimiento se conoce como OFC (oxyfuel cutting). Sólo los materiales cuya

F61


CORTE INDUSTRIAL

el corte. Se debe lograr un equilibrio adecuado entre la velocidad del movimiento, el tamaño del chorro de oxígeno y la intensidad de la llama para lograr un funcionamiento continuo. El flujo de combustible se controla desde una válvula en la antorcha y el flujo de oxígeno de precalentamiento se manipula a voluntad por la válvula, ubicada a un lado del accesorio de corte. Cuando el oxicorte se realiza a mano se utilizan normalmente guías con el propósito de evitar el temblor de la mano y desplazamiento de la misma. El proceso es más efectivo cuando se realiza con máquinas y equipos adecuados, pues se mejora la calidad del corte. Los costos de operadores se pueden reducir disminuyendo el tiempo de perforación o incrementando la velocidad de corte.

El soplete

El oxicorte no funciona con aluminio porque el óxido de aluminio se funde a una temperatura más alta, por otro lado no va a trabajar con el acero inoxidable, ya que no se oxida.

F62

temperatura de ignición está por debajo de su punto de fusión, pueden ser cortados con soplete. De lo contrario el material se derretiría antes de la oxidación, por lo que sería imposible obtener un borde de corte limpio.

Descripción del proceso Cuando se alcanza la temperatura requerida, el oxígeno de corte está activado y la corriente de oxígeno puro se dirige contra el metal caliente. Esto enciende el hierro o acero y se inicia

Este equipo de corte se compone de un soplete ordinario que permite calentar la pieza de acero a la temperatura ideal para el corte (de 1200 a 1300 °C) y de un dispositivo que aporta el oxígeno necesario para la oxidación del hierro, nombrado como llama de calefacción. El diseño de la antorcha y de la boquilla, dependerán del tipo específico de corte a emplear. Ya sea con cabeza única o por separado, todo soplete cortador requiere de dos conductos: uno por el que circule el gas de la llama calefactora (acetileno u otro) y uno para el corte (oxígeno). Siempre hay que estar seguro de seguir los procedimientos de operación del fabricante de la antorcha.

Precalentamiento La llama de precalentamiento tiene como función transmitir el calor suficiente a la superficie del acero para compensar la pérdida de calor debido a la conductividad térmica. La técnica de oxicorte inicia con el precalentamiento utilizando el soplete, aplicando parte del oxígeno y el gas combustible, con lo que se logra una llama de


Los metales no ferrosos, normalmente no deben ser cortados con soplete, el hierro fundido y el acero inoxidable requieren procedimientos especiales. precalentamiento que formará un anillo perimetral en la boquilla de corte. La llama de precalentamiento puede alcanzar temperaturas entre 2,425 ºC y 3,320ºC, dependiendo del tipo de gas combustible y de la riqueza del oxígeno en la mezcla. La llama de precalentamiento debe ser de suficiente intensidad con el fin de romper la escala de la superficie y para mantener el acero a la temperatura de encendido, independientemente de irregularidades de la superficie.

El gas La elección del gas combustible tiene una influencia significativa en el tiempo necesario para iniciar la operación de corte, siendo especialmente importante si el diseño del proceso de corte comenzará por la perforación. El acetileno, debido a la alta temperatura de su llama,

Gas Propano El propano es un gas licuado incoloro y altamente inflamable, más pesado que el aire y con una temperatura de vaporización instantánea primaria y secundaria. Es uno de los principales componentes en el gas licuado de petróleo (GLP), junto con el butano. Su propiedad de lograr una combustión limpia, lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones industriales, como corte oxi-propano y soldadura fuerte, soldadura blanda, precalentamiento y tratamiento térmico, sólo por mencionar algunos procesos. El gas propano es de bajo costo y tiene la ventaja de estar disponible en los suministros a granel. La temperatura de la llama es menor que la que se logra con el acetileno (la temperatura máxima de la llama en oxígeno es 2.828 ° C en comparación con los 3.160 ° C para el acetileno), por lo que se obtiene una perforación mucho más lenta.

tiene la ventaja de proporcionar un arranque de precalentamiento más rápido, en comparación con el gas propano y gas natural. Proporciona además mejores velocidades de corte en placas muy delgadas, en las que naturalmente el calor se extiende en toda la placa. La desventaja de la alta temperatura de la llama de precalentamiento de acetileno, es la tendencia de fusión excesiva en los bordes su-

periores. En algunas aplicaciones, el propano y/o el gas natural puede ser más rentable y conveniente, pudiendo reemplazar acetileno como gas combustible.

El oxigeno Para que tenga lugar el proceso de oxicorte, la pureza del chorro de oxígeno debe ser del 99,5% o superior. Una pérdida de pureza de 1% impli-

F63


CORTE INDUSTRIAL

caría una pérdida en la velocidad de avance del corte alrededor de un 25%

Selección de boquillas Existe una variedad de boquillas intercambiables para las antorchas de corte, con lo que se logran variaciones en la presión del gas, mismas que deben ser seleccionadas de acuerdo al espesor del material a cortar. La variación de la potencia de la llama se obtiene, bien por el intercambio de las boquillas del eyector, o bien por el aumento de la presión de oxígeno. Debido a que el oxicorte es fundamentalmente un proceso de oxidación, prácticamente nada de acero se funde. Por tanto, el ancho del corte debe ser bastante limpio, y los bordes superior e inferior debe ser cuadrados. En pruebas de óxidos fundidos después del corte, se ha detectado que contienen hasta un 30 por ciento de acero no fundido, que ha sido rastreado a partir de los lados del corte por la corriente de oxígeno de alta presión.

Ventajas del proceso El procedimiento se puede utilizar para una amplia gama de aplicaciones de corte manual en bruto, como se requiere en el trabajo de corte de chatarra, así como para el corte de contornos de precisión en sistemas totalmente automatizados. Un sistema de oxicorte opera prácticamente sin necesidad de mantenimiento, el costo principal está en los consumibles. La antorcha, el sistema de distribución de gas y el sistema colector, son extremadamente robustos. La limitación principal del proceso de oxicorte es, la relativa lenta velocidad de perforación y corte del proceso. No obstante, una de las ventajas del proceso de oxicorte, es la posibilidad de usar un patrón de corte en paralelo, lo que permite el uso de varios sopletes de oxicorte simultáneamente. Tomar en cuenta que un corte por el procedimiento de oxicorte tendrá una

F64

Materiales con espesor comprendidos entre 1,6 mm y 102 mm pueden cortarse mediante el oxicorte manual. zona afectada por el calor, que es de cinco a diez veces más grande que un corte de plasma.

NORMAS DE SEGURIDAD La NORMA Oficial Mexicana NOM-027-STPS-2008, Actividades de soldadura y corte-Condiciones de seguridad e higiene. Establece las condiciones de seguridad e higiene que se deben conocer y aplicar en los centros de trabajo, para prevenir riesgos durante las actividades de soldadura y corte. Algunos puntos fundamentales que establece la norma son: Las conexiones de mangueras no deben presentar fugas de ningún tipo, los conectores deben estar libres de corrosión y acoplados herméticamente. Las conexiones eléctricas deben

mantener la continuidad, no presentar daños mecánicos en sus aislamientos y se deben encontrar en perfectas en condiciones de uso. Los equipo deben estar conectados al sistema de puesta a tierra general o a un sistema alterno que cumpla las especificaciones de la NOM-022-STPS-1999, y deben estar en condiciones de funcionamiento. Para el manejo de gas, se contará con el instructivo para el almacenamiento, uso y transporte de cilindros con gases combustibles en el interior y exterior de las instalaciones del centro de trabajo; así como se debe contar con el instructivo para la revisión y reemplazo de piezas de consumo de los equipos utilizados en el proceso de soldadura y corte. El mantenimiento correctivo del equipo lo debe realizar personal capacitado y autorizado, quienes deben conocer, perfectamente, los procedimientos para el manejo y operación de cilindros, válvulas, reguladores, mangueras y sus conexiones, fuentes de alimentación eléctrica y operaciones o actividades de soldadura y corte en espacios confinados.


El acetileno El acetileno es un gas altamente inflamable, incoloro, poco más ligero que el aire. Es el miembro mas simple de los hidrocarburos conocidos como alquinos; tiene una gran significación industrial, ya que produce una llama de hasta 3,000 °C, una de las temperaturas de combustión más altas conocidas, superada solamente por la del hidrógeno atómico (3400- 4000 °C), el cianógeno (4525 °C) y la del dicianoacetileno (4987 °C). El acetileno es un gas explosivo si su contenido en aire está comprendido entre 2 y 82%. Comercialmente es almacenado bajo presión en cilindros de acero llenos con un material muy poroso impregnado de acetona, en la cual el acetileno es altamente soluble y suficientemente estable para ser manipulado con seguridad. Hasta la segunda guerra mundial una buena parte de los procesos de síntesis se basaron en el acetileno. Hoy en día pierde cada vez más en importancia debido a los elevados costos energéticos de su generación.

F65


Galería LÍDER EN EL SECTOR México se ha consolidado como un líder global en el sector aeroespacial. El nivel de exportaciones ha registrado un crecimiento mayor a 17% en promedio anual durante el período 2004-2014 y, en el último año, alcanzó un monto de 6,363 millones de dólares. Fuente: mim.promexico.gob.mx

Bancomext apoya con financiamiento para impulsar el crecimiento de la industria aeroespacial en México, a partir de 3 millones de dólares (USD). El financiamiento se ofrece a empresas participantes de la cadena de la industria aeroespacial y proveedores. Dirección de Financiamiento a la Industria Aeroespacial transporte@bancomext.gob.mx

Foto: mmsonline.com

www.bancomext.com/sector/aeroespacial.


Profile for FerrePro

EDIC. 14 ANODIZADO  

EDIC. 14 ANODIZADO  

Advertisement