Universidad Nacional Mayor de San Marcos(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

Facultad de Ingeniería Electrónica y EléctricaEAP de Ingeniería Electrónica (19.1)

ElectrotecniaSoldadura y Empalme

Informe previoCiclo 2015 - 0

Alumno: Max Gutierrez FloresCódigo: 11190091Grupo: 2

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EmpalmeUn empalme es la unión de dos o más conductores eléctricos.

Tipos de empalme existentes

Empalme trenzado: Este tipo de empalme se utiliza para unir conductores que no tengan que soportar tensión mecánica, esta operación consiste en unir dos o más conductores para prolongarlos o derivarlos.

PASOS1. Pelar las puntas de los conductores (alambres, cables).2. Cruzar los alambres y asegurarlos con unas pinzas o alicates.3. Enrollar los 2 alambres con unas pinzas o alicates.4. Cortar las puntas sobrantes con un cortafrío.

Empalme de prolongación: Se utiliza para unir dos conductores cuando se requiere prolongar uno de ellos, este empalme se practica en instalaciones y/o conductores que están sometidos a efectos de tracción.

PASOS1. Pelar las puntas de los conductores.2. Cruzar las puntas.3. Enrollar primero uno de los conductores sobre el otro.4. Repetir el paso pero del otro lado.5. Cortar las puntas sobrantes.

Empalme de derivación: Este empalme se utiliza para derivar una línea de otra principal en las instalaciones a la vista, cuando de un empalme largo y recto de desea sacar derivaciones o ramificaciones.

PASOS1. Pelar las puntas de los conductores.2. Cruzar el conductor derivado del principal.

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3. Enrollar el conductor derivado sobre el principal.4. Cortar las puntas sobrantes.

Empalme de cordones:

Derivación de cordones: Para derivar conductores del conductor principal, en un mismo punto.

Unión toma anudada: Para derivar una línea sacada de la principal. Se la conoce como toma de seguridad y se usa para instalaciones vistas.

Soldadura

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Es un proceso donde la unión de dos o más metales se logra a través de un arco eléctrico, con o sin material de aporte, en donde los metales a unir sufre un cambio físico y químico por los elementos aleantes del electrodo.

En todo proceso de soldadura por arco eléctrico, la energía eléctrica se transforma en energía térmica, pudiendo llegar su temperatura hasta 3600 °C

Materiales y herramientas en general usadas para soldar

Cautín

Se denomina soldador de estaño o cautín al instrumento técnico eléctrico usado para las soldaduras de estaño que se utilizan, principalmente, en aplicaciones electrónicas, permitiendo las conexiones entre los diversos componentes que están interconectados en los circuitos electrónicos.

La soldadura blanda se suele realizar a una temperatura de entre 300 °C y 450 °C, porque el alambre tradicional de aportación compuesta (de una aleación de plomo (Pb) y estaño (Sn) u otras aleaciones más exigentes térmicamente) funde entre 183 °C y 217 °C. Ambos metales debe ofrecer la menor resistencia posible al paso de la corriente eléctrica. Para ello se debe cumplir que la aleación tenga las proporciones adecuadas: 60% de estaño y 40% de plomo.

El soldador que se utiliza en electrónica es de potencia reducida, ya que generalmente se trata de trabajos delicados. El soldador de estaño es un instrumento muy usado en electrónica, ya sea para realizar nuevos montajes o para hacer reparaciones. El soldador debe permitir las operaciones de soldadura con estaño correspondiente a la unión de dos o más conductores, o de conductores con elementos del equipo. El soldador deberá presentar, entre otras características, durabilidad y una gran seguridad de funcionamiento para evitar la posibilidad de sufrir quemaduras o dañar la vestimenta.

El soldador está formado por una punta de cobre, que se calienta indirectamente por una resistencia eléctrica conectada a una toma de energía eléctrica y un mango aislante manejable con la mano. Los que se encuentran generalmente en el mercado pueden clasificarse en soldadores comunes o "de lápiz" y soldadores de pistola.

Soplete o Soldadura a gas

La soldadura a gas fue uno de los primeros procesos de soldadura de fusión desarrollados que demostraron ser aplicables a una extensa variedad de materiales y aleaciones. Durante muchos años fue el método más útil para soldar metales no ferrosos. Sigue siendo un proceso versátil e importante pero su uso se ha restringido ampliamente a soldadura de chapa metálica, cobre y aluminio. El equipo de soldadura a gas puede emplearse también para la soldadura fuerte, blanda y corte de acero.

Tanto el oxígeno como el gas combustible son alimentados desde cilindros, o algún suministro principal, a través de reductores de presión y a lo largo de una tubería de goma hacia un soplete. En este, el flujo de los dos gases es regulado por medio de válvulas de control, pasa a una cámara de mezcla y de ahí a una boquilla. El caudal máximo de flujo de gas es controlado por el orificio de la boquilla. Se inicia la

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combustión de dicha mezcla por medio de un mecanismo de ignición (como un encendedor por fricción) y la llama resultante funde un material de aporte (generalmente acero o aleaciones de zinc, estaño, cobre o bronce) el cual permite un enlace de aleación con la superficie a soldar y es suministrado por el operador del soplete.

Arco eléctrico

La soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido es la forma más común de soldadura. Se suele utilizar la denominación abreviada SMAW (del inglés Shielded metal arc welding) o MMA (manual metal arc welding).

Mediante una corriente eléctrica (ya sea corriente alterna o corriente continua) se forma un arco eléctrico entre el metal a soldar y el electrodo utilizado, produciendo la fusión de éste y su depósito sobre la unión soldada. Los electrodos suelen ser de acero suave, y están recubiertos con un material fundente que crea una atmósfera protectora que evita la oxidación del metal fundido y favorece la operación de soldeo. El electrodo recubierto utilizado en la soldadura por arco fue inventado por Oscar Kjellberg.

La polaridad de la corriente eléctrica afecta la transferencia de calor a las piezas unidas. Normalmente el polo positivo (+) se conecta al electrodo aunque, para soldar materiales muy delgados, se conecta al electrodo el polo negativo (-) de una fuente de corriente continua.

La posición más favorable para la soldadura es el plano (PA) pero se pueden realizar en cualquier posición.

La intensidad y la tensión adecuada para la operación de soldeo se obtienen mediante un transformador. Por medio de diferentes sistemas aplicados al secundario se pueden obtener diversas tensiones, adecuando la potencia del arco al tamaño de las piezas a soldar. Este equipo existe en versiones muy sencillas que permiten realizar pequeños trabajos de bricolaje.

Al realizar este tipo de trabajos hay que tener en cuenta que las radiaciones que se generan en el arco eléctrico (luminosas, ultravioletas e infrarrojas) puede producir daños irreversibles en la retina si se fija la vista directamente sobre el punto de soldadura, además de quemaduras en la piel.

Para la protección ocular existen pantallas con cristales especiales, denominados cristales inactínicos, que presentan diferentes niveles de retención de las radiaciones nocivas en función del amperaje utilizado, siendo de este modo totalmente segura la actividad. Se clasifican por tonos, siendo los más utilizados los de tono 11 o 12 (120 A), se tintan de tono verde o azul y están clasificados según diferentes normas. Existen caretas automáticas en las que al empezar a soldar automáticamente se activa la protección y cuando se deja se soldar se quita la protección ocular.

Soldadura por rayo láser

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La soldadura por rayo láser es un proceso de soldadura por fusión que utiliza la energía aportada por un haz láser para fundir y recristalizar el material o los materiales a unir, obteniéndose la correspondiente unión entre los elementos involucrados. En la soldadura láser comúnmente no existe aportación de ningún material externo y la soldadura se realiza por el calentamiento de la zona a soldar, y la posterior aplicación de presión entre estos puntos.

Mediante espejos se focaliza toda la energía del láser en una zona muy reducida del material. Cuando se llega a la temperatura de fusión, se produce la ionización de la mezcla entre el material vaporizado y el gas protector (formación de plasma). La capacidad de absorción energética del plasma es mayor incluso que la del material fundido, por lo que prácticamente toda la energía del láser se transmite directamente y sin pérdidas al material a soldar.

La alta presión y alta temperatura causadas por la absorción de energía del plasma, continúa mientras se produce el movimiento del cabezal arrastrando la "gota" de plasma rodeada con material fundido a lo largo de todo el cordón de soldadura.

De ésta manera se consigue un cordón homogéneo y dirigido a una pequeña área de la pieza a soldar, con lo que se reduce el calor aplicado a la soldadura reduciendo así las posibilidades de alterar propiedades químicas o físicas de los materiales soldados.

Dependiendo de la aplicación de la soldadura, el láser de la misma puede ser amplificado en una mezcla de itrio, aluminio, granate y neodimio, si se requiere un láser de baja potencia, o el amplificado por gas como el dióxido de carbono, con potencias superiores a los 10 kilovatios y que por tanto son empleados en soldaduras convencionales.

Soldadura por plasma

La soldadura por arco plasma es conocida técnicamente como PAW (Plasma Arc Welding), y utiliza los mismos principios que la soldadura TIG, por lo que puede considerarse como un desarrollo de este último proceso. Sin embargo, tanto la densidad energética como las temperaturas son en este proceso mucho más elevadas ya que el estado plasmático se alcanza cuando un gas es calentado a una temperatura suficiente para conseguir su ionización, separando así el elemento en iones y electrones. La mayor ventaja del proceso PAW es que su zona de impacto es dos o tres veces inferior en comparación a la soldadura TIG, por lo que se convierte en una técnica óptima para soldar metal de espesores pequeños.

En la soldadura por plasma la energía necesaria para conseguir la ionización la proporciona el arco eléctrico que se establece entre un electrodo de tungsteno y el metal base a soldar. Como soporte del arco se emplea un gas, generalmente argón puro o en ciertos casos helio con pequeñas proporciones de hidrógeno, que pasa a estado plasmático a través del orificio de la boquilla que estrangula el arco, dirigiéndose al metal base un chorro concentrado que puede alcanzar los 28.000 ºC. El flujo de gas de plasma no suele ser suficiente para proteger de la atmósfera al arco, el baño de fusión y al material expuesto al calentamiento. Por ello a través de la envoltura de la pistola se aporta un segundo gas de protección, que envuelve al conjunto.

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Soldadura por resistencia

La soldadura por resistencia implica la generación de calor pasando corriente a través de la resistencia causada por el contacto entre dos o más superficies de metal. Se forman pequeños charcos de metal fundido en el área de soldadura a medida que la elevada corriente (1.000 a 100.000 A) pasa a través del metal. En general, los métodos de la soldadura por resistencia son eficientes y causan poca contaminación, pero sus aplicaciones son algo limitadas y el costo del equipo puede ser alto.

Soldador por puntos

La soldadura por puntos es un popular método de soldadura por resistencia usado para juntar hojas de metal solapadas de hasta 3 mm de grueso. Dos electrodos son usados simultáneamente para sujetar las hojas de metal juntas y para pasar corriente a través de las hojas. Las ventajas del método incluyen el uso eficiente de la energía, limitada deformación de la pieza de trabajo, altas velocidades de producción, fácil automatización, y el no requerimiento de materiales de relleno. La fuerza de la soldadura es perceptiblemente más baja que con otros métodos de soldadura, haciendo el proceso solamente conveniente para ciertas aplicaciones. Es usada extensivamente en la industria de automóviles -- Los carros ordinarios puede tener varios miles de puntos soldados hechos por robots industriales. Un proceso especializado, llamado soldadura de choque, puede ser usado para los puntos de soldadura del acero inoxidable.

Como la soldadura de punto, la soldadura de costura confía en dos electrodos para aplicar la presión y la corriente para juntar hojas de metal. Sin embargo, en vez de electrodos de punto, los electrodos con forma de rueda, ruedan a lo largo y a menudo alimentan la pieza de trabajo, haciendo posible las soldaduras continuas largas. En el pasado, este proceso fue usado en la fabricación de latas de bebidas, pero ahora sus usos son más limitados. Otros métodos de soldadura por resistencia incluyen la soldadura de destello, la soldadura de proyección, y la soldadura de volcado

Procedimiento, materiales y herramientas para realizar la soldadura en la confección de conectoresLas herramientas y materiales a utilizar son:

Un pela cables:

Un Cautil tipo lápiz o tipo pistola:

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Cables a utilizar:

Estaño:

EstañarEstañar es el proceso de cubrir con estaño una pieza u objeto de cualquier otro metal con el objetivo de soldarlos

Soldar y desoldar componentes discretos e integrados en tarjetas impresas. Materiales y herramientas a usarLas herramientas y materiales a utilizar son:

Un chupador de soldadura:

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Un Cautin tipos pistola o lapiz:

Tarjetas impresas en donde desoldar:

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