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    La revista de la Sociedad Americana de Soldadura

    EN ESPAOLAbril 2013

    Primavera

    Adems: Soldadura hbrida por lser y arco Buenas prcticas ecolgicas Noticias internacionales Nuevos productos y literatura

    Avance de AWSWeldmex 2013

    Soldadura lser

    Soldadura fuerte

    Programas decertificaciones de AWS

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    /Sistemas de Carga de Bateras/Tecnologa de Soldadura/Electrnica Solar

    CMT Twin es un proceso de soldadura de dos alambres que se basa en los procedimientos

    CMT y TimeTwin. Las ventajas: mximas velocidades de soldadura, ptima capacidad de

    absorcin de gaps y manejo muy sencillo. Las dos fuentes de corriente perfectamente

    adaptadas entre s garantizan un arco voltaico extremadamente estable y una ptima

    estabilidad del proceso. El extraordinario proceso CMT asegura adems una soldadura que

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    CONTENIDO

    18 Beneficios de la soldadura lser remota en laindustria automotrizLos componentes de produccin de alto volumen

    como puertas, paneles laterales y estructuras paraasientos pueden soldarse mediante soldadura lser

    remota con un robot

    POR T. RYBA, D. HAVRILLA, YA. ANDREEV

    24 Lo que debes saber sobre la soldadura hbridapor lser y arcoCombinar lseres con tu lnea de soldadura por arco

    de metal protegido con gas pudiera ofrecer varias

    ventajas, pero primero considera todos los pros y

    contras

    POR P. DENNEY

    31

    Avance de AWS Weldmex 2013La 10a edicin de AWS Weldmex llega a Monterreyeste ao con al expectativa de super todos los

    rcords

    POR CARLOS GUZMN

    34 Soldadura fuerte en atmsfera controlada deintercambiadores de calorLos intercabiadores de calor multicanales de tubo

    plano estn proporcionando dispositivos adecuados

    para las industrias automotriz y de calefaccin,

    ventilacin, aire acondicionado y refrigeracin

    POR H. ZHAO, S. ELBEL,YP. HRNJAK

    38 Verde: Una forma de vida para una empresa deherramental para soldaduraAl reciclar todos sus materiales, Rentapen opea tan

    ecolgicamente tanto en su fbrica como oficinas

    POR B. KRATZ

    44 Programas de certificacin de la AWSUn resumen detallado de todos los programas de

    certificacin que ofrece la AWS, y cmo le pueden

    beneficiar a usted como individuo o a su empresa

    POR C. A. C. GOMEZ

    Secciones6 Editorial8 Noticias internacionales

    14 Preguntas y respuestasaluminio

    48 Nuevos productos y literatura58 ndice de anunciantes

    Artculos8

    4

    3

    38

    Abril 2013 Primavera

    Tomo 6 Nmero 2

    Sitio Web www.aws.org

    Sitio Web www.aws.org/mexico

    Director Andrew Cullison

    Editorial

    Editor Welding Journal en espaol Carlos Guzmn

    Editora Welding Journal Mary Ruth Johnsen

    Editor Asociado Howard M. Woodward

    Editora Asociada Kristin Campbell

    Coordinadora de Artculos Tcnicos Melissa Gomez

    Diseo y Produccin

    Gerente de Produccin de Arte Zaida Chavez

    Coordinadora de Produccin Brenda Flores

    Publicidad

    Director Nacional de Ventas Rob Saltzstein

    Agente de Ventas Lea Paneca

    Agente de Ventas Sandra Jorgensen

    Gerente de Produccin de Publicidad Frank Wilson

    American Welding Society

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    Publicaciones Exposiciones Comit de Mercadeo

    D. L. Doench, Chair

    Hobart Brothers Co.S. Bartholomew, Vice Chair

    ESAB Welding & Cutting Prod.J. D. Weber, Secretary

    American Welding SocietyD. Brown, Weiler Brush

    T. Coco, Victor Technologies InternationalL. Davis, ORS Nasco

    J. Deckrow, HyperthermD. DeCorte, RoMan Mfg.

    J. R. Franklin, Sellstrom Mfg. Co.F. H. Kasnick, Praxair

    D. Levin, AirgasE. C. Lipphardt, Consultant

    R. Madden, HyperthermD. Marquard, IBEDA Superflash

    J. F. Saenger Jr., ConsultantS. Smith, Weld-Aid Products

    D. Wilson, Well-Dean EnterprisesN. C. Cole, Ex Off., NCC Engineering

    J. N. DuPont, Ex Off., Lehigh University

    L. G. Kvidahl, Ex Off., Northrup Grumman Ship SystemsD. J. Landon, Ex Off., Vermeer Mfg.

    S. P. Moran, Ex Off., Weir American HydroE. Norman, Ex Off., Southwest Area Career Center

    R. G. Pali, Ex Off., J. P. Nissen Co.N. Scotchmer, Ex Off., Huys Industries

    R. W. Shook, Ex Off., American Welding Society

    5WELDING JOURNAL EN ESPAOL

    Welding Journal en espaol (ISSN 2155-5559). Lectoresdel Welding Journal en espaolpueden hacer copias deartculos para uso personal, educacional, e investigacin,pero este contenido no se puede vender. Favor indicar

    crdito apropiado a los autores de los artculos. No osb-tante, los artculos marcados con asterisco (*) tienen dere-chos reservados y no se pueden copiar. Para ms infor-macin, favor contactar a nuestro departamento editorial.

    En la portada: soldadura lser de un componente de transmisin(cortesa de TRUMPF, Inc.)

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    Ya que las dos preguntas anteriores son siempre las primeras que los fabricanteshacen cuando nos acercamos a ellos para que se unan a nuestra asociacin, pens endarles las respuestas.

    El Comit de Fabricantes de Equipo para Soldadura (WEMCO, por sus siglas eningls), un comit permanente de la Sociedad Americana de Soldadura (AWS), es ungrupo de ms de 80 fabricantes de equipo para soldadura que se form hace quinceaos para que los manufactureros pudieran promover, discutir y mejorar la industria.Sus miembros se renen en febrero de cada ao para hacer un excelente trabajo en red

    y para escuchar a ponentes de primer nivel exponer temas pertinentes que afectannuestra industria. El valor intrnseco radica en reunirse con altos ejecutivos de fabri-cantes de varias tallas involucrados en la industria de la soldadura. A cada miembro sele brinda la oportunidad de escuchar nuevas ideas, compartir mejores prcticas y tra-bajar en red con algunas de las mejores mentes en nuestra industria. Lo relevante dela reunin anual es el pronstico de la economa por el renombrado economista AlanBeaulieu de Industry Trends Research.

    Es preciso insistir en el valor de la membresa. Un miembro de muchos aos deWEMCO, Dave Marquard, CEO y propietario de SuperFlash Compressed GasEquipment, recientemente escribi, Mi tiempo y mis gastos siempre han sido muyimportantes. Especialmente el tiempo. El tiempo es de verdad el nico producto y ser-

    vicio con el que todos nosotros contamos. Si quieres tener xito o simplemente si quie-res sobrevivir, tienes que optimizar cada minuto de tu tiempo. WEMCO me ha ayuda-do a optimizarlo.

    Aqu tenemos lo que obtienen los miembros de WEMCO:

    Exposicin al mejor trabajo en red en la industria de la soldadura. La reunin anual WEMCO. Atractivos temas, ponentes de primer nivel, e informa-cin invaluable para tu empresa. La reunin de este ao se realizar en conjunto conla Alianza de Fabricantes de Soldadura por Resistencia (RWMA, por sus siglas eningls) en el Saddlebrook Golf & Tennis Resort en Wesley Chapel, Florida. Para mayorinformacin, visitawww.wemco.org. Participacin en foros de negocios y mesas redondas que brindan opciones funcio-

    nales e influencias en la industria. Entrega de revista trimestral, reportes de pronsticos e investigacin del economis-ta lder de WEMCO.

    Los beneficios de la membreca WEMCO van ms all de los lmites de la reuninanual. WEMCO, en conjunto con la Sociedad Americana de Soldadura, contina lide-rando la ruta hacia la promocin de la soldadura como carrera. La AWS a travs de sunuevo Comit de Carreras en Soldadura ha hecho una enorme inversin en la promo-cin de la industria de la soldadura en escuelas preparatorias, Boy Scouts y escuelastcnicas. Su triler mvil de Carreras en Soldadura viaja por todo el pas para dar alos estudiantes la oportunidad de aprender acerca de la soldadura mediante mquinas

    virtuales de soldadura. WEMCO est orgulloso de patrocinar los Premios de laImagen de la Soldadura otorgados anualmente a contribuyentes y lderes sobresalien-tes en los campos de educacin, promocin y excelencia individual en la soldadura

    durante la exposicin de FABTECH.John Stropki, presidente de Lincoln Electric, dijo recientemente, Si nosotros,

    como fabricantes de equipo de soldadura no promovemos nuestra industria, quin lohar? Y si nosotros no lo hacemos a quin venderemos nuestros productos?

    Para mayor informacin sobre WEMCO, ponte en contac-to con Keila DeMoraes en AWS a [email protected] o al(305) 443-9353, ext. 444. A caso no es tiempo ya de que te unasa los lderes de empresas como 3M Speedglas, Abicor Binzel,ESAB, Harris Products, Hypertherm, Jackson Safety/KimberlyClark, Lincoln Electric, Miller Electric, Victor Technologies,solo por nombrar algunos, y de que disfrutes de los beneficiosde ser un miembro WEMCO?

    Founded in 1919 to Advance the Science,Technology and Application of Welding

    Qu es WEMCO? y Por qu debera unirme?

    Robert E. Ranc Sr.,Ex Presidente, WEMCO

    Officers

    President Nancy C. Cole

    NCC Engineering

    Vice President Dean R. W ilson

    Well-Dean Enterprises

    Vice President David J. Landon

    Vermeer Mfg. Co.

    Vice President David L. McQuaid

    D. L. McQuaid and Associates, Inc.

    Treasurer Robert G. Pali

    J. P. Nissen Co.

    Executive Director Ray W. Shook

    American Welding Society

    Directors

    T. Anderson (At Large),ITW Global Welding Tech. Center

    U. Aschemeier (Dist. 7),Miami Diver

    J. R. Bray (Dist. 18),Affiliated Machinery, Inc.

    R. E. Brenner (Dist. 10), CnD Industries, Inc.

    G. Fairbanks (Dist. 9),Fairbanks Inspection & Testing Services

    T. A. Ferri (Dist. 1), Victor Technologies

    D. A. Flood (At Large), Tri Tool, Inc.

    S. A. Harris (Dist. 4),Altech Industries

    K. L. Johnson (Dist. 19), Vigor Shipyards

    J. Jones (Dist. 17), Victor Technologies

    W. A. Komlos (Dist. 20),ArcTech, LLC

    T. J. Lienert (At Large),Los Alamos National Laboratory

    J. Livesay (Dist. 8), Tennessee Technology Center

    M. J. Lucas Jr. (At Large),Belcan Engineering

    D. E. Lynnes (Dist. 15),Lynnes Welding Training

    C. Matricardi (Dist. 5), Welding Solutions, Inc.

    J. L. Mendoza (Past President),Lone Star Welding

    S. P. Moran (At Large), Weir American Hydro

    K. A. Phy (Dist. 6),KA Phy Services, Inc.

    W. A. Rice (Past President), OKI Bering

    R. L. Richwine (Dist. 14),Ivy Tech State College

    D. J. Roland (Dist. 12),Marinette Marine Corp.

    N. Saminich (Dist. 21),Desert Rose H.S. and Career Center

    K. E. Shatell (Dist. 22),Pacific Gas & Electric Co.

    T. A. Siewert (At Large),NIST (ret.)

    H. W. Thompson (Dist. 2), Underwriters Laboratories, Inc.

    R. P. Wilcox (Dist. 11),ACH Co.

    J. A. Willard (Dist. 13),Kankakee Community College

    M. R. Wiswesser (Dist. 3), Welder Training & Testing Institute

    D. Wright (Dist. 16),Zephyr Products, Inc.

    ABRIL 20136

    EDITORIAL

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    Los soldadores comunes van a trabajar. Los guerreros van a las batallas, y t eres un guerrero tienes

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    Grupo Wheelabrator se expande a Mxico

    Wheelabrator, un proveedor de servicios de soporte paraequipo, abri WG Plus de Mxico, una nueva planta de 34,000pies cuadrados para fabricacin, partes de repuesto y servicioen Monterrey. Esta planta de soporte a ventas de partes de re-

    puesto y a la manufactura de equipo original en la regin ascomo tambin a operaciones de manufactura de equipo para labase global de clientes. Esta expansin proporciona operacio-

    nes secundarias de ensamble ligero, manufactura de uso rudo ysoporte de partes de repuesto para dar atencin al aumento enla demanda de todas las Amricas. Robert E. Joyce Jr., presi-dente y CEO, Grupo Norican, dijo, Nuestros planes de inver-sin son los de continuar expandiendo nuestra empresa a nivelglobal para cubrir la creciente demanda y necesidades de nues-tros clientes.

    Jornadas JALE: Por lo menos 60 milpersonas atendern este ao en NuevoLen

    El Gobierno del Estado de Nuevo Len, a travs de la Se-cretara del Trabajo, contina llevando oportunidades de em-pleo y capacitacin para el trabajo a los habitantes de NuevoLen, por lo que para este ao pretende realizar por lo menos220 Jornadas de Acercamiento Laboral Especfico (JALE).

    El Secretario del Trabajo, Hctor Morales Rivera, expres

    ABRIL 20138

    NOTICIAS

    INTERNACIONALES

    Wheelbrator abri una nueva planta de servicio de 34,000 pies

    cuadrados en Monterrey, Mxico.

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    que en el 2012 se organizaron 196 jornadas laborales, con lo

    cual se logr colocar a unas 22 mil personas en el sector pro-

    ductivo. En la Jornada de Acercamiento Laboral Especfico re-

    alizada en Apodaca, el funcionario agreg que para este ao,

    tan slo a travs del Programa JALE, atendern a mnimo unas

    60 mil personas, con una colocacin esperada del 50 por ciento.

    En el rea de Huinal, la dependencia realiz una jornada la-

    boral en la que participaron 50 empresas, las cuales ofrecieron

    ms de 2 mil 100 vacantes.

    Morales Rivera indic que la instruccin del Gobernador

    Rodrigo Medina es llevar a todos los municipios del estado los

    programas de la Secretara para vincular a los empresarios con

    los buscadores de empleo.

    Como en todas las jornadas laborales, se brindaron cursos

    de capacitacin en el marco del Programa Jvenes al Empleo

    en las especialidades de soldadura, electricidad residencial,

    operador de montacargas y telemarketing entre otros.

    Asimismo, se ofrecieron cursos de capacitacin a travs del

    Instituto de Capacitacin, Evaluacin, y Certificacin para el

    Trabajo, se expidieron de forma gratuita actas de nacimiento, y

    la carta de no antecedentes penales; se cont tambin con

    un mdulo del INFONAVIT donde se brind asesora a los tra-

    bajadores y otro del CONALEP que ofreci becas a los

    asistentes.Algunas de las compaas partic ipantes fueron Prodensa,

    Celstica de Monterrey, Whirpool, Agencia BAI, y Parque Plaza

    Ssamo, que solicitaban ayudantes generales, tcnicos en dife-

    rentes reas, soldadores, almacenistas y choferes.

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    Capacitan a 118 becarios para trabajar enfutura planta de Honda en Guanajuato

    Un grupo de 118 becarios concluyeron su proceso de capa-citacin para trabajar en la planta Honda que actualmente seencuentra en construccin. Dicha formacin se realiz con lacoordinacin de la Secretara de Desarrollo Econmico Sus-tentable (SDES) y Honda de Mxico.

    El subsecretario de Formacin Laboral de la SDES, Ramn

    Alfaro Gmez, reafirm el compromiso del Gobierno del Es-tado por generar las condiciones que incentiven la generacinde empleo a travs de la atraccin de inversiones nacionales yextranjeras.

    Los 118 beneficiados fueron apoyados por medio del pro-grama Becas a la Capacitacin para el Trabajo (Bcate), queiniciaron en el mes de enero. Se capacitaron en los cursos: Sol-dadura, Operador de Ensamble, Pintura, Fundicin y Maqui-nado, Calidad y Prensa.

    Alfaro Gmez precis que este ao, la SDES tiene destinadoinvertir 80 millones de pesos en todo el Estado, en programasde capacitacin, con el objetivo de incrementar una mayor cul-tura laboral en la poblacin a travs del autoempleo, o de nue-

    vas oportunidades de trabajo en las inversiones que estn l le-gando a Guanajuato.

    El proceso de reclutamiento, seleccin, capacitacin y con-tratacin por parte de Honda inici desde octubre del 2012 ycontinuar durante el presente ao para la contratacin de 1mil 151 vacantes al finalizar 2013 en niveles operarios. En el2012, la SDES en coordinacin con Honda de Mxico inici tresprocesos de capacitacin con el programa 'Bcate' para un total

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    de 58 operadores especializados en ensamble y soldadura, porun periodo de 2 meses. Los capacitados son originarios de Ce-laya Cortazar, Villagrn, Apaseo el Grande y Comonfort. Secont con instructores del Colegio Nacional de Educacin Pro-fesional Tcnica (Conalep), Instituto Estatal de Capacitacin(Ieca), plantel Celaya, quienes fueron asesorados y guiados porpersonal de Honda de Mxico.

    Entre los temas que se abordaron durante la capacitacin:Induccin a Honda de Mxico, Calidad (Bsico & Junior), Se-guridad y Medio Ambiente, Sellado, Soldadura, SAD'S Adobe

    Ilustrador, TCCP, Electricidad y Catia y Sistema Most Bsico.Actualmente se encuentran en proceso de capacitacin 91

    becarios, quienes concluirn en el mes de abril en los procesosde soldadura, operador de ensamble, fundicin y maquinado.

    Egresados del curso de soldadura delIcatver laboran en empresas nacionalese internacionales

    Con el curso de soldadura industrial del Instituto de Capa-citacin para el Trabajo del Estado de Veracruz (Icatver), msde 150 egresados han obtenido empleos en empresas naciona-les e internacionales, ya que esta rea tiene un amplio campode accin y mucha demanda.

    Carlos Humberto Ortiz, quien imparte el curso de soldaduraindustrial desde hace 18 aos, dijo que los conocimientos apren-didos en este taller son requeridos en empresas hidroelctri-cas, termoelctricas, industria del azcar, aeronutica, solda-dura de alta presin para tubera de gases y materiales espe-

    MANTENGA SU EXCELENCIA

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    11WELDING JOURNAL EN ESPAOL

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    ciales. Con este curso los egresados han encontrado trabajoen plataformas de Pemex, en la planta nucleoelctrica de La-guna Verde, en Canad y Estados Unidos. Explic que se en-sean procesos de soldadura autgena y de arco elctrico, y sol-dadura Mig y Tig, paelera industrial, tubera industrial y dealta presin. Tengo grupos de ms de 20 alumnos y hay en listade nuevo ingreso, 60 interesados.

    Humberto Ortiz coment que, debido al ingreso de mujeresa este taller, se gener una parte creativa de herrera artstica,en la que se elaboran accesorios, figuras decorativas y muebles,

    entre otros, lo cual les ha servido para establecer sus propiosnegocios.

    Rebeca Alba Domnguez, alumna del curso de soldadura in-dustrial, expuso que ella tom este taller como un complementoen su formacin acadmica, ya que es egresada de la carrera deIngeniera Mecatrnica. Con este curso refuerzo mis conoci-mientos y cuento con un campo de trabajo ms amplio. rikMndez Jimnez, de 21 aos, cursa la carrera de IngenieraElectromecnica y se interes en este curso por el proceso desoldadura de arco elctrico.

    National Bronze & Metals anuncia su

    nueva pagina en espaol

    National Bronze & Metals, Inc ha lanzado su nueva pginaen espaol con el propsito servir a sus clientes de habla His-pana y facilitar la informacin sobre sus aleaciones y servicios.

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  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    13/60

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    14/60

    R: Es una pregunta interesante, particu-

    larmente en vista de los ltimos desarro-

    llos con la nueva versin recientemente

    publicada del AWS A5.10. En beneficio

    de cualquier lector que no est familia-

    rizado con la AWS A5.10, esta especifi-cacin prescribe los requerimientos para

    la clasificacin de varillas y electrodos

    para soldar aleaciones de aluminio para

    el uso con los procesos de soldadura por

    arco plasma, oxicombustible, arco de

    tungsteno protegido con gas y arco me-

    tlico protegido con gas. Antes de res-

    ponder tu pregunta, voy a proporcionar

    algo de informacin relevante sobre la

    ltima edicin del AWS A5.10, algunos

    cambios y agregados a este documento,

    y cmo el nuevo documento de la AWS

    ha recibido la influencia del estndar ISO18273. Como presidente del Subcomit

    AWS A5C para Metales de Aporte de

    Aleaciones de Aluminio, responsable del

    estndar A5.10, he estado trabajando du-

    ABRIL 201314

    POR TONY ANDERSON

    PREGUNTAS Y RESPUESTAS

    ALUMINIO

    P: Se me ha informado acerca de un Estndar

    Internacional, ISO 18273, Clasificacin de consumibles de

    soldadura electrodos de alambre, alambres y varillas para

    soldar aluminio y aleaciones de aluminio(WeldingConsumables Wire Electrodes, Wires and Rods for

    Welding of Aluminium and Aluminium Alloys). Adems se

    me ha informado que est disponible un nuevo AWS A5.10,

    Especificacin para electrodos y varillas para soldar

    aluminio desnudo y aleaciones de aluminio (Specification

    for Bare Aluminum and Aluminum Alloy Welding Electrodes

    and Rods). Cmo se compara este estndar ISO con el

    estndar AWS? Y, proporciona la clasificacin de este

    estndar ISO la clasificacin de AWS A5.10? Cules son

    los cambios al nuevo estndar A5.10?

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  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    15/60

    rante los ltimos dos aos en la prepara-cin de una revisin del A5.10. La espe-cificacin AWS A5.10/A5.10M:1999 an-terior,Especif icacin para varillas y elec-trodos para soldar aleaciones de aluminio

    y aluminio desnudo, era totalmente inde-pendiente del documento ISO 18273.Sin embargo, el nuevo estndar de la

    AWS, AWS A5.10/A5.10M:2012 (ISO18273:2004 MOD), ha integrado el Es-tndar Internacional ISO 18273 dentrode la nueva publicacin de la AWS A5.10.Citando directamente de la introduccina la nueva publicacin AWS A5.10, Esteestndar es la adopcin nacional ameri-cana del ISO 18273:2004, Clasificacinde consumibles de soldadura Varil las,

    alambres y electrodos de alambre para sol-

    dar aluminio desnudo y aleaciones de alu-

    minio. La adopcin del estndar ISO18273 por parte del Comit AWS A5 para

    Metales de Aporte y Materiales Relacio-nadas es parte de la poltica generaladoptada por el comit para incorporarestndares internacionales para metalesde aporte dentro de los estndares AWS

    A5 donde se pueda hacer.

    P: Cmo se compara este estndarISO al estndar AWS, y, proporcionala clasificacin a este estndar ISOla clasificacin al AWS A5.10, Espe-cificacin para varillas y electrodospara soldar aluminio desnudo y ale-aciones de aluminio?

    R: Una vez ms, para citar directamentede la introduccin a la nueva publicacin

    AWS A5.10, La clasificacin de confor-midad con el ISO 18273:2004 no propor-ciona la clasificacin de conformidad conese documento. La principal razn deesta no clasificacin es que el estndarISO no incluye ninguna otra prueba ade-ms del anlisis qumico del material delmetal de aporte. Los requerimientos del

    AWS A5.10 para la clasificacin incluyenanlisis qumicos del material del metalde aporte (de naturaleza similar al ISO

    18273) con informacin adicional reque-rida como los tipos de metal base que serequieren para los ensambles de pruebasde soldadura, procedimientos de prue-bas y soldadura a ser utilizados para laspruebas de soldadura, y los resultados re-

    queridos para pasar la prueba estipuladapara cumplir con los requerimientos declasificacin. Muchos de los requeri-mientos de pruebas en el estndar AWS

    A5.10 se asocian con las pruebas radio-grficas usadas para comprobar la inte-gridad del metal de soldadura deposi-tado. Por ende, un metal de aporte clasi-

    ficado para AWS A5.10 debera cumplircon los requerimientos de clasificacinde ISO 18273. Sin embargo, un metal deaporte clasificado para ISO 18273 noproporciona clasificacin de conformi-dad con los requerimientos de AWS

    A5.10.

    P: Cules son los cambios al nuevoestndar A5.101?

    R: El cambio principal al A5.10 ha sido

    la inclusin de 38 nuevas clasificacin,predominantemente europeas, de meta-les de aporte de aluminio. Con la adop-cin del ISO 18273, el estndar A5.10ahora incluye las siguientes clasificacio-nes adicionales:

    15WELDING JOURNAL EN ESPAOL

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  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    16/60

    Otros cambios incluyen lmites modi-ficados de berilio, que han sido corregi-dos para muchos de las clasificaciones demetal de aporte para estar en lnea conlos requerimientos de la Asociacin del

    Aluminio de no exceder 0.0003% (del l-mite anterior de 0.0008%). El rango demetales base para los ensambles de prue-bas tambin se ha ampliado para incluirel uso de ms materiales de la serie 6xxx,lo cual soportar ms fcilmente el usode ensambles de prueba extruidos co-mnmente usados para apoyar con losprocedimientos de pruebas. Adems seha agregado un nuevo metal de aporteque no se transfiri del estndar ISO.Una de las nuevas clasificaciones de

    ABRIL 201316

    Fig. 1 Los trenes de alta velocidad, muchos de los cuales se estn fabricando en China,a menudo hacen uso de metal de aporte ER5087. El ER5087 es una de las muchas clasifi-caciones de metal de aporte de aluminio que se listan en la nueva edicin del AWSA5.10/A5.10M:2012 (ISO18273:2004 MOD).

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    ER1070, R1070, ER1080A, R1080A,ER1200, R1200, ER1450, R1450,ER3103, R3103, ER4018, R4018,ER4043A, R4043A, ER4046, R4046,ER4047A, R4047A, ER5087, R5087,ER5183A, R5183A, ER5187, R5187,ER5249, R5249, ER5356A,R5356A,ER5556A, R5556A, ER5556B, R5556B,ER5556C, R5556C, ER5654A,R5654A, ER5754, y R5754.

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    metal de aporte agregados a partir delEstndar ISO es el ER5087. El ER5087es un metal de aporte cada vez ms usadoen la industria relativamente nueva y deamplio crecimiento de los trenes rpidos Fig. 1. Mediante modificaciones alcontenido de manganeso y magnesio deesta aleacin de aporte de la serie 5xxx,

    vemos un metal de aporte de alto desem-peo que con frecuencia es la eleccin

    para este sector de la industria de un per-formance elevado. As mismo, el nuevometal de aporte ER4943 tambin ha sidoagregado al estndar A5.10.

    El ER4943 no se obtuvo del estndarISO, sino que fue agregado como unmetal de aporte recin desarrollado quese origin aqu en los Estados Unidos.Como su nmero lo sugiere, este nuevometal de aporte es una modificacin dela aleacin de aporte ER4043. Aunquees trmicamente tratable, el ER4943, sedesarroll principalmente por su resis-

    tencia mejorada en su condicin al sol-darse por encima la resistencia del metalde aporte comnmente usado ER4043.

    Resumen

    El estndar AWS A5.10 recin publi-cado es una adopcin del ISO 18273. Estenuevo estndar incluye en s muchos nue-

    vos metales de aporte, principalmenteeuropeos. Una nueva clasificacin demetal de aporte desarrollada en los Es-

    tados Unidos (ER4943) tambin se in-cluye en la nueva edicin. Los metalesde aporte que se clasifican para el ISO18273 no proporcionaran clasificacinde conformidad con la AWS A5.10 de-bido a que los requerimientos para la cla-sificacin dentro del A5.10 estipulan pro-cedimientos de pruebas que no se espe-cifican en el ISO 18273.

    TONY ANDERSON es director de tecnolo-

    ga del aluminio, ITW Welding Norte Am-rica. Es miembro del Instituto Britnico de

    Soldadura (TWI, por sus siglas en ingls),

    Ingeniero Certificado Registrado ante el Con-

    sejo Britnico de Ingeniera, y tiene nume-

    rosos puestos en los comits tcnicos de la

    AWS. Es presidente del Comit de Consejo

    Tcnico de la Asociacin de Aluminio para

    Soldadura y autor del libro Soldar Aluminio

    Preguntas y Respuestas disponible actual-

    mente a travs de la AWS. Se pueden hacer

    llegar sus preguntas a Mr. Anderson c/o Wel-

    ding Journal, 8669 Doral Blvd., Ste. 130,

    Doral, FL 33166, o va correo electrnico a

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    17WELDING JOURNAL EN ESPAOL

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    18/60

    ABRIL 201318

    Los escneres basados en galvanme-tro se han usado por muchos aos enel procesamiento lser de materia-

    les, principalmente en sistemas de mar-cado lser y sistemas de cabezales fijos

    en lseres de CO2. Los llamados "Galvo"escneres no han sido comnmente uti-lizados en lseres de estado slido (solidstate laser, o SSL, por sus siglas en in-gls) debido a su baja calidad del haz. Por

    su baja calidad del haz, las longitudes fo-cales tenan que ser muy reducidas, pro-porcionando un campo de procesa-miento muy pequeo e imprctico. Adi-cionalmente, al trabajar cerca del pro-ceso, el humo y el chisporroteo rpida-mente contaminan el lente/portaobjetos,an con el uso de elaborados sistemas deescape y cuchillas de aire. Con estas des-

    ventajas, la ptica de galvanmetro notena aplicaciones prcticas.

    Un sistema de galvanmetro en unlser de estado slido estaba limitadocasi a baja potencia donde se pudieranlograr haces de alta calidad y la princi-pal funcin era el marcado lser. Con elavance de los lseres de ptica y disco decalidad de haz largo, los escneres de gal-

    vanmetro se estn extendiendo rpida-mente en las aplicaciones industrialescon la promesa de tiempos reducidos deciclos, reduccin de costos mediante di-seos de sistemas ms simples, amplioscampos de procesamiento y flexibilidad.TRUMPF tiene varios modelos de p-tica en base a galvanmetro llamados sis-

    temas pticos de enfoque programable

    Beneficios de lasoldadura lser remotaen la industriaautomotriz

    TRACEY RYBA y DAVID HAVRILLA

    trabajan con TRUMPF, Inc., Plymouth,

    Michigan. ANDREY ANDREEV trabaja

    con TRUMPF, Inc., Ditzingen,

    Alemania. Basado en un documento

    presentado en la XV Conferencia de

    Soldadura de Hoja de Metal, Livonia,

    Michigan del 2 al 5 de octubre de 2012.

    Los componentes de produccin dealto volumen como puertas, paneleslaterales y estructuras para asientos

    pueden soldarse mediante soldaduralser remota con un robot

    POR TRACEY RYBA, DAVID HAVRILLA,

    Y ANDREY ANDREEV

    Fig. 1 Disposicin ptica de PFO 2D.

    Principio PFO

    Escner Y Escner X

    Lser

    Objetivo

    Refraccin Camera

    Luz de la pieza de

    trabajo

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    (programmable focusing optics, o PFO,por sus siglas en ingls), principalmenteen la regin de alto poder PFO 33, el cuales un formato 2D con longitudes de focode 55, 345, y 450 mm y un PFO 3D queagrega el movimiento sobre el eje Z conlongitudes focales de 255, 345, 450, 900,

    y 1200 mm.

    Cmo funciona un PFO

    La luz del lser de haz de alta calidadse entrega a travs de un cable de fibraptica al PFO. Al igual que en otros tiposde ptica de procesamiento, la luz pasa

    a travs de un colimador para producirun haz al dimetro optimizado para lo-grar caractersticas de procesamiento dealta calidad en la pieza de trabajo y parareducir densidades de energa sobre losespejos gua y el lente de enfoque Fig. 1.

    En la operacin bsica de un PFO 2D,despus de que se colima el haz, ste esdesviado por una placa ptica revestida(espejo), lo cual permite que la luz visi-ble pase a un sistema de cmara opcio-nal. El haz lser desviado es luego guiadohacia la pieza de trabajo mediante lacombinacin de dos espejos montados en

    Durante los ltimos aos, la

    soldadura remota con los lseres de

    alta brillantez entregados por fibra se

    ha ganado la aceptacin global en el

    sector automotriz. Se ilustran tanto

    imgenes de corte como de

    soldadura lser.

    Fig. 3 Productividad de PFO vs. ptica lser fija.Fig. 2 Ejemplos de equipo PFO 3D.

    19WELDING JOURNAL EN ESPAOL

    Soldadura lser convencional

    Proceso de lser con escner

    Tiemposimproductivos dedesplazamiento

    Fin del procesoInicio del proceso

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    20/60

    ABRIL 201320

    motores galvanmetro de precisin, unopara cada eje (el eje X y el eje Y), pro-duciendo el movimiento mientras que laparte que se procesa permanece estacio-naria. El haz desviado posteriormentepasa a travs de una serie de lentes, lla-mada ensamble de lentes de campoplano. Esto se hace debido a que si seusara un solo lente de enfoque cuandomueves el haz por el lente, pasaras a tra-

    vs de diferentes grosores de lente cau-sando diferentes ndices de refraccin, ytu punto focal en la pieza de trabajo semovera hacia arriba y abajo depen-diendo de donde t estuvieras en el lenteen el momento. Al usar tipos mltiplesde lentes de enfoque en un conjunto, unopuede crear un rea donde el plano focaldel haz lser permanezca constante. Alagregar un lente motorizado entre la en-trada y el primer espejo del galvanme-

    tro uno puede luego crear ajuste del en-foque en el eje Z dndote un espacio detrabajo en 3D Fig. 2.

    Productividad de lasoldadura lser remota vs.soldadura lser tradicional

    En partes pequeas, pudiera ser po-sible tener una parte fija y montar el PFOen una posicin fija dndote un sencillodiseo general del sistema sin sistema de

    movimiento aparte del PFO. Para partesms grandes que el campo de procesa-miento, es posible montar la parte en undispositivo fijo y luego proporcionar unafase sencilla que te permita soldar lamitad o un cuadrante a la vez y luegomover el PFO o la parte. Las partes msgrandes tpicamente se fijan y el PFO semonta a un robot. Con esta disposicint puedes moverte a los puntos y colocarpatrones de soldadura o usar la opcindel PFO de soldadura al vuelo, la cualte permite sincronizar la posicin delPFO con la posicin del robot paramover la parte y soldar sin detener elrobot, reduciendo an ms el tiempo delciclo. El beneficio clave del PFO es suhabilidad para saltar a la siguiente posi-cin de soldar casi instantneamente adiferencia del tpico sistema de movi-miento por coordinadas cartesianas. Las

    velocidades de soldadura son las mismasque con el tradicional cabezal de proce-samiento ptico fijo, as que la eficien-cia resulta de la eliminacin del tiempode reposicionamiento Fig. 3.

    La mayora de las aplicaciones del

    PFO hoy se encuentran en la industriaautomotriz. TRUMPF tiene ms de 2000PFOs de SSL de alto poder en produc-cin del da a da en aplicaciones comola soldadura de filtros de aceite, filtrosde combustible, inyectores de combusti-

    Fig. 4 Patrones de soldadura personalizados.

    Fig. 5 Forma personalizada de soldadura dependiendo de la ubicacin

    (fuente Daimler AG).

    Fig. 6 Ejemplo de proyecto real.

    Qu hace ms productiva a la soldadura remota?

    Los patrones de soldadura personalizados permiten la resistencia ptima de

    las juntas y el aumento en la flexibilidad del diseo debido a:

    Virtualmente cualquier forma de costura de soldadura

    Virtualmente cualquier orientacin de costuras de soldadura

    Distribucin de costuras de soldadura definida por el usuario Flujo ptimo de fuerzas

    Ancho reducido de pestaas

    Ahorros en material, peso

    y costo

    Comparacin de RSW con soldadura lser remota

    Soldadura de puntos por resistencia:

    34 + marca de cambio 4 robots, 5 pistolas de soldar

    Herramienta adicional para marca decambio Tiempo de procesamiento: 35 seg

    34 + marca de cambio

    1 robot, 1 ptica de escner

    Tiempo de procesamiento: 13 seg(con 4 kW)

    Reduccin del tiempo de

    procesamiento: factor 3

    Soldadura lser remota:

    Marca de cambio lser:

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    21/60

    ble, sensores automotrices, puertas deautomvil, tapas para maleteros, respal-dos de asientos, rieles para asientos, bas-tidores para paneles de instrumentos, ba-teras de autos, tapones metlicos, y mu-chas otras aplicaciones.

    Otra ventaja es la habilidad de perso-nalizar la geometra de la soldadura y/ opatrn de soldadura Fig. 4. Esto puedeser importante en una parte tradicional,pero es muy importante ya que el mate-rial de calibre delgado que se usa hoytiene menos rea de superficie en la in-terface de soldadura.

    Una soldadura de puntos tradicionaltiene un gran punto redondo que propor-ciona resistencia en ese lugar. Con unlser y PFO, uno puede crear casi cual-quier forma deseada desde una sencillasoldadura intermitente para rebordes opestaas angostas, hasta S o formas degrapas para proporcionar resistencia mul-tidireccional a un patrn personalizadoen las equinas, puntos de montaje o pun-tos de alto esfuerzo. Estas formas perso-nalizadas toman poco o nada de tiempoadicional dependiendo de la longitud y la

    velocidad de la soldadura. Fig. 5.

    Beneficios del lserremoto en la soldadurade carroceras

    Las ventajas ms grandes de la solda-dura lser remota (remote laser welding,o RLW, por sus siglas en ingls) en la pro-duccin de carroceras son como sigue:

    1) Productividad Hasta diez vecesmayor velocidad de soldadura que la sol-dadura de puntos por resistencia (RSW).Hasta un 80% de reduccin de los tiem-pos de procesamiento en comparacincon la RSW.

    2) Costos Los costos de uso e inver-sin de hasta cinco celdas de RSW pue-den ser remplazadas por una celda de sol-dadura lser remota. Menos uso del es-pacio de piso. Menos mantenimiento ylogstica se requieren para los robots ypistolas para puntos por resistencia.

    3) Flexibilidad en la manufactura de

    carroceras Cualquier patrn de cos-tura de soldadura como un crculo, lneapunteada, forma en S o C es posible. Lageometra de la costura de la soldadurapuede adaptarse con precisin a la situa-cin real de carga en la junta. Los patro-

    Fig. 7 Proyecto real usado para la

    comparacin de procesos.

    Fig. 8 Vapor de

    metal disipado con

    chorros de proceso.

    Comparacin entre RSW* y soldadura remota

    Foto: BMW*RSW= Soldadura depuntos por resistencia

    Productividad: 600%

    Tiempos de procesamiento:

    Soldadura de puntos: 30 s

    Soldadura lser: 23 s

    (convencional)

    Soldadura con Escner 5 s

    21WELDING JOURNAL EN ESPAOL

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    22/60

    nes de costura de soldadura permiten pes-taas ms pequeas y costos de material

    y peso reducidos. Diferentes tareas o par-tes se pueden ser procesadas dentro deuna sola celda de soldadura remota.

    4) Flexibilidad en el diseo de la ca-

    rrocera El acceso de un solo lado ala junta de la soldadura es posible. Loscomponentes con secciones cruzadasmuy cerradas pueden ser soldados con

    lser. Tubos y perfiles pueden ser usadosen el diseo de la carrocera, ofreciendomayor rigidez que los paneles estampa-dos, adems de peso y costo reducidos.

    5) Ventajas del proceso Partes dems alta precisin son posibles debido ala flexibilidad de la soldadura lser. Lamenor entrada de calor tiene como re-sultado menor distorsin y mayor preci-sin de las partes soldadas.

    6) Costos totales Mejor balance delos costos totales en comparacin con laRSW. Procesamiento ms rpido, menos

    espacio de piso, consumibles y manteni-miento, mayores criterios de diseos po-sibles, flexibilidad de proceso, reduccinen costos de material, y diseo ms fuerte

    y ms seguro mediante el uso de formasy patrones de soldadura personalizados.

    Ejemplos del uso de lserremoto

    Dos ejemplos de fabricantes automo-trices que reemplazan la RSW tradicio-nal con soldadura lser de fibra ptica

    fija tradicional y eventualmente consoldadura lser remota se describen acontinuacin.

    El primer ejemplo, como se muestraen la Fig. 6, es una celda de soldaduralser que requera de cuatro robots ycinco pistolas de soldadura para comple-tar 34 soldaduras de puntos en 35 s. Fueremplazada por un robot, un PFO 33, yun lser TruDisk 4002, la cual coloc 34soldaduras lser en C (comparable a laRSW), requiriendo 13 s. El procesa-miento se redujo por casi tres veces, y se

    requirieron tres robots menos para com-pletar la tarea, ahorrando no solo impor-tantes gastos sino tambin valioso espa-cio de piso.

    El segundo ejemplo, ilustrado en laFig. 7, presenta una progresin mediantetres mtodos diferentes. La parte origi-nal usando RSW tomo 30 segundos paracompletar las soldaduras. La primeraevolucin fue utilizar un lser y rempla-zar la pistola de soldar con un cabezal desoldadura lser de fibra ptica fija y lserconectado a la misma celda robtica, locual logr aproximadamente un 25% de

    reduccin del tiempo de ciclo. El si-guiente paso substituy el cabezal de sol-dadura de fibra ptica fija con un esc-ner remoto (PFO), y utiliz el procesode soldadura al vuelo para lograr elmximo beneficio del PFO. El tiempofinal de procesamiento fue de cinco se-gundos con una reduccin del tiempo del

    ciclo de 84%, lo cual es un incrementodel 600% en la capacidad de produccin.

    La soldadura lser remotano est libre de retos

    Vapores de metal

    Durante el proceso de soldadura, unpluma de vapor de metal se eleva delhoyo de cerradura y entra en contactocon el haz lser. Esta pluma de vapor demetal ionizado, la cual surge encima de

    la costura de la soldadura, conduce a unareaccin de la energa lser, a una defor-macin y agrandamiento del dimetro defoco, y finalmente a un proceso de sol-dadura fluctuante. La solucin es el usode chorros de proceso para expulsar el

    vapor de metal del haz lser, estabili-zando el proceso de soldadura Fig. 8.

    Esto tambin se puede lograr medianteextensos y elaborados chorros cruzadosen el dispositivo de fijacin cerca de lasreas de soldadura.

    Soldadura a traslape de

    material revestido con Zn

    Otro problema muy comn con la sol-dadura lser remota o la tradicional esel material revestido con Zn. Debido alos diferentes puntos de fusin y a losgases que se liberan durante el proceso

    ABRIL 201322

    Fig. 9 Problemas de traslape con material recubierto con Zn.

    Soldadura lser a traslape de paneles recubiertos con Zn

    Hoyuelo lser

    Problema: La vaporizacin del Zn en la brecha entre los paneles causa que lasoldadura salpique en la superficie:

    Altura constante del hoyuelo dependiendo de la capa de zinc 0.1-0.2 m (aproximadamente)

    Altura del hoyuelo ajustable mediante parmetro lser

    Soluciones posibles para manejar el problema:

    Calidad pobre de costura de

    soldadura

    Aumento en el tiempo de ciclo

    Espaciadores integrados en:

    Dispositivo de fijacin

    Diseo de parte

    Dinmica adaptada de charco

    fundido (enfoque de puntos

    gemelos) Recubrimiento adaptado (Zn-Mg)

    Separacin 0.2 mm

    Separacin tcnica de 0

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    23/60

    de soldadura, si las dos piezas de mate-

    rial se sujetan entre s como debera ha-

    cerse, el nico lugar para que estos gases

    escapen es mediante el charco de solda-

    dura. Esto tiene como resultado solda-

    duras de muy baja calidad tanto en apa-

    riencia como en resistencia. La mejor so-

    lucin para manejar ese problema es in-

    troducir una brecha controlada en el pro-

    ceso; esto puede lograrse por medio de

    mtodos mecnicos en los sistemas de fi-

    jac in y estampado de las partes o me-

    diante mtodos lser para crear peque-os hoyuelos de aproximadamente 0.15

    a 0.20 mm de alto. Esta brecha contro-

    lada luego permite suficiente rea para

    que el gas escape sin soplar a travs del

    charco fundido de soldadura, y la brecha

    es lo suficientemente pequea para no

    causar problemas de brechas o vacos en

    la soldadura. Fig. 9.

    Adicionalmente, otras capas de xido

    y revest imientos pueden causar proble-

    mas con la calidad de la soldadura como

    por ejemplo agrietamiento, soldaduras

    porosas, soldaduras dbiles y quebradi-zas solamente por mencionar algunos.

    Corte remoto por sublimacin

    por presin de vapor

    El proceso de soldadura lser remota

    es flexible. Muchas veces un dado de tro-

    quelado se estuvo saltando un hoyo tem-

    prano en la produccin, o quiz algunas

    caractersticas fueron agregadas, o exis-

    ten partes izquierda y derecha de forma

    tal que se requiere el hoyo. Esto se puede

    lograr en la celda de soldadura usando

    un PFO. Este proceso se llama corte re-

    moto por sublimacin por presin de

    vapor. Las aberturas creadas por ese pro-

    ceso no estn diseadas para maquinarse

    ms tarde debido a la amplia zona afec-

    tada trmicamente. No hay una alta to-

    lerancia, pero permite que un sencillo

    hoyo/abertura sea creado dentro de la

    celda de soldadura para cosas tales como

    un hoyo por el cual pasar alambre o

    punto de conexin Fig. 10.

    Conclusin

    Los escneres de fibra ptica de en-

    foque programable muestran la flexibili-

    dad y el tiempo de ciclo reducido que

    puede lograrse con un sistema de movi-

    miento no tradicional. En algunos casos,

    ni el escner ni la parte se mueve, y con

    partes ms grandes, se puede montar un

    escner en un robot para extender el

    campo de procesamiento. En algunos

    casos, se pueden lograr tasas de produc-

    cin seis veces ms rpidas que la solda-dura de puntos por resistencia mientras

    que al mismo tiempo se reducen los re-

    querimientos de espacio de piso. Debido

    a que se requieren pestaas ms peque-

    as y a que se pueden lograr geometras

    de soldadura personalizadas, se puede

    usar menos material y/o de menor cali-

    bre para ahorrar peso, costo e incremen-

    tar la resistencia a fin de mejorar la se-

    guridad del automvil.

    Fig. 10 Corte remoto.

    Corte remoto por fusin con presin de vapor: soldadura

    y corte con una herramienta

    Corte remoto sin tobera de gas de proceso

    Acero con grosores de hasta 4mm en una sola

    pasada

    Expulsin de lo fundido en la direccin del haz lser

    Para cortar estacionario o al vuelo

    Diametro de enfoque 0.6 mm (los mismo para la

    soldadura)

    Buena calidad de corte

    Flexibilidad ms alta del sistema para la produccin

    Principio de corte porfusin con presin

    t = 2mm; v = ca. 3m/min;P =4kW

    t = 3mm;3.5 m/mm;P = 6 Kw

    Haz lser

    Fusin

    23WELDING JOURNAL EN ESPAOL

    Alambres con centro fundente

    Acero para herramientas MIG y TIG

    Fabricando

    Alambres concentro fundente

    para soldadura

    Cobalto

    Nquel

    Revestimientos duros

    Inoxidable

    Aleaciones

    Acero para

    herramientas

    Mantenimiento

    Aleaciones forjadas

    Aleaciones pororden especial

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  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    24/60

    Fig. 1 Un sistema de soldadura hbrida lser

    robtica.

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    El proceso de combinar lseres conla soldadura por arco metlico pro-tegido con gas (GMAW) en un solo

    charco de soldadura, conocido como sol-dadura hbrida por lser y arco (hybridlaser arc welding, o HLAW, por sus siglas

    en ingls), ha existido por casi 30 aos Figs. 1, 2 (Refs. 1, 2). El proceso HLAWfue desarrollado para cubrir por muchasde las desventajas de la soldadura aut-gena lser. Los primeros problemas quela HLAW enfrent fueron el ajuste y lanecesidad en algunas aplicaciones de al-terar la qumica. En el pasado, los ni-cos lseres de alto poder (mayores de 5kW) que realmente se podan beneficiarcon la HLAW eran de dixido de carbono(CO2), pero su alto costo de compra y deoperacin limitaba su uso. Sin embargo,

    con los avances en los lseres de estadoslido entregados con fibra ptica (dis-cos de Yb y fibra de Yb), los costos depropiedad han disminuido drstica-mente para los lseres de alto poder.

    En 1995, un lser de CO2 de10 kWcostaba aproximadamente $1 milln dedlares americanos. Hoy, ya conside-rando la inflacin, un lser de fibra deYb cuesta cerca de una tercera parte deesa cantidad. Adems de la reduccin enel costo de procuracin, la confiabilidady mantenimiento de los nuevos lseresde estado slido son significativamente

    mejores que para los lseres de gas deantes.

    Hoy, con estos costos ms bajos y po-deres ms altos para los lseres, hay uninters renovado en el uso de la solda-dura HLA para un amplio rango de apli-

    caciones. Muchos han predicho que, conestos cambios, la tecnologa HLAW des-plazara a la soldadura por arco tradicio-nal para un gran nmero de aplicaciones.Sin embargo, los nmeros de los siste-mas HLAW vendidos no respaldan a esaspredicciones. La pregunta es, Porqu?

    An despus del desarrollo de losnuevos lseres de estado slido, hubo xi-tos usando HLAW. Estas aplicaciones es-taban basadas en HLAW que usaba lse-res de CO2 de alto poder. La ms nota-

    ble fue la instalacin de una lnea depanel en el astillero Meyer Werft en Pap-penburg, Alemania, la cual entr en ope-raciones en 2001 (Ref. 3). El sistemausaba tres lseres de CO2 de alto poderpara soldar paneles cubierta/mamparaentre s [12 pulg. (12 mm) mx.] y luegounir las Ts a los paneles.

    Aunado a la velocidad ms alta de sol-dadura fue un beneficio en comparacincon la soldadura por arco sumergido(submerged arc welding, o SAW, por sussiglas en ingls), otra ventaja era lamenor distorsin en comparacin con la

    soldadura por arco. Adems, los proce-sos posteriores a la soldadura tales comola nivelacin y manejar la distorsin ge-neral se podan reducir o eliminarse.

    La lnea de panel en el astillero MeyerWerft ha sido usada como modelo para

    la implementacin de HLAW, pero la im-plementacin no ha tenido xito en otrosastilleros o en otras industrias. Aunqueesas lecciones ya tienen casi quince aosde edad, prestar atencin a las leccionesaprendidas y evaluar algunas sencillas re-comendaciones pudiera ayudar a imple-mentar con xito la HLAW.

    Algunos de los problemas que pudie-ran tener impacto en la implementacinexitosa de la HLAW son como sigue:

    Diseo de junta

    Al examinar si la HLAW ser un be-neficio, muchos ingenieros miran sus jun-tas de soldadura actuales y simplementesubstituyen el proceso existente por unasoldadura lser. Sin embargo, para lamayora de los procesos de soldadura porarco, las juntas han sido diseadas conuna cantidad considerable de la juntaconsistente en material de aporte sumi-nistrado por el proceso de soldadura.Con esto en mente, y el hecho de que lamayora de los procesos por arco tienenaltas tasas de deposicin y velocidades

    Combinar lseres con tu lnea de soldadura

    por arco de metal protegido con gas

    pudiera ofrecer varias ventajas, pero

    primero considera todos los pros y contras

    PAUL DENNEY ([email protected]) es ingeniero senior en aplica-ciones lser, Divisin de Automatizacin,The Lincoln Electric Co., Cleveland, Ohio.

    Lo que debes saber sobre lasoldadura hbrida por lser y arco

    POR PAUL DENNEY

    25WELDING JOURNAL EN ESPAOL

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    ABRIL 201326

    de soldadura ms bajas, llenar estas aber-turas de raz y enfrentar la incompatibi-lidad puede lograrse haciendo correccio-nes menores a la velocidad de soldadurao a la velocidad de la alimentacin delalambre, o moviendo la antorcha en unpatrn oscilado.

    Tambin, el perfil/geometra de unasoldadura aceptable ha sido definido entorno a estos procesos por arco. Sin em-

    bargo, para una aplicacin de filete conchafln, la habilidad para encontrar elgrosor de garganta y/o pierna se deter-mina mediante la cantidad de alambrede soldadura que puede fundirse con laabertura de raz/incompatibilidad y la ve-locidad de desplazamiento deseada Fig. 3.

    Para la HLAW, desarrollada en tornoal hecho de que un lser es un procesode densidad de alto poder que puede lo-grar soldaduras de proporcin de alto as-pecto, usando ese proceso para fundir

    material para una junta de soldaduraprincipalmente enfocada en la mediaddel filete disminuye enormemente las

    ventajas del proceso de la HLAW. Asque las juntas a tope son ms eficien-tes para el lser que una verdadera sol-dadura de filete donde el lser sola-mente apoya en el fundido del materialde aporte/alambre.

    Especificaciones

    Existe un nmero limitado de especi-

    ficaciones de la industria que se refierana la HLAW. En el caso de la aplicacinen Meyer Werft, el astillero trabaj muyde cerca con Det Norske Veritas (DNV)para desarrollar especificaciones para laHLAW como se aplica en barcos. ASMEha desarrollado una especificacin parala soldadura hbrida, y la Sociedad Ame-ricana de Soldadura est en el procesode formar el Subcomit C7D para desa-rrollar especificaciones para la HLAW.La Naval de los Estados Unidos ha acep-tado el procesamiento HLAW sobre unasbases muy limitadas.

    En la mayora de los casos, estas es-pecificaciones detallan los parmetrosque deberan considerarse como crticos

    y no se avocan al desempeo de la juntade soldadura. En muchos casos, esto sedeja a la compaa que est usando elproceso. Para aquellas empresas queestn substituyendo un proceso por arcocon la HLAW, especialmente aquelloscon filetes, las especificaciones normal-mente incluiran la medida de la garganta

    y la pierna y no consideraran la penetra-cin a lo largo de una interfaz. Este uso

    de especificaciones con base al arco ade-

    ms especificara a menudo una penetra-cin en el material base. Esto es impor-tante ya que las soldaduras pudierantener demasiado poca entrada de calor ypodran resultar en fusin incompleta.Este es menos un problema para el lser;

    de hecho, entre ms energa del lser quese usa para fundir el material base, menoseficiente es el proceso lser/HLAW.

    Por esas razones, la junta ms efi-ciente (entrada de calor vs. el rea de lasoldadura) es una junta a tope recta. Porejemplo, la soldadura HLA que se mues-tra en la Fig. 4, con una interfaz entre las

    dos partes mayores a 1.5 veces el miem-bro ms delgado, no pasara muchas es-pecificaciones de la compaa porque lapierna vertical es menor que el miembroms delgado de todos y la garganta no essuficiente.

    Pasos de presoldadura

    Aunque una junta a tope recta o unasimilar sea la ms eficiente, pudiera noser prctica para muchos usuarios poten-ciales de la HLAW para alterar sus dise-os a una junta a tope. Muchos usuarios

    Fig. 2 Diagrama del proceso de soldadura hbrida por lser y arco metlicoprotegido con gas.

    Fig. 3 Ilustracin de cmo una amplia abertura de raz incrementa enormementela cantidad adicional de metal de aporte que se requiere.

    Soldadura hbrida

    Haz de lser

    Ojo de cerradura

    Direccin de desplazamiento

    Antorcha GMAW

    Material fundido

    Materialsolidificado

    Sin abertura Con abertura

    Abertura G

    Material adicional necesario parauna soldadura de filete con chaflnaceptable

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    27/60

    potenciales de la HLAW actualmenteutilizan bordes cizallados o posiblemente

    bordes cortados trmicamente para susprocesos por arco. Estos procesos decorte usualmente resultan en incompati-bilidad y aberturas de raz ms grandesde lo generalmente recomendado paralser o HLAW. Sin invertir en mtodosmejorados de corte y/o tcnicas de suje-cin, pudiera no ser prctico usar HLAW.

    En las aplicaciones en Meyer-Werft,las juntas fueron maquinadas para me-

    jorar el ajuste. Esto asegur aberturas deraz mnimas y, por ende, adicin mnimade metal de aporte. Adems esto signi-

    fic que el proceso no tuvo que ajustarsea condiciones cambiantes. En muchasaplicaciones, no es prctico maquinar losbordes que se soldaran con HLA. Sinembargo, con un diseo incorrecto de

    junta de soldadura, manejar una aber-tura de raz demasiado grande a vecespuede volver el proceso imprctico.

    Como ejemplo, una junta tpica quese est considerando para HLAW seraun filete achaflanado en dos materialesde 2.5 mm de grosor. Si se fueran a usarlas especificaciones de junta de GMAW,eso normalmente significara que la pe-pita de soldadura debe tener una piernaigual al grosor de la placa (2.5 mm) y ungrosor de garganta del 60% del grosor.Si estas partes se troquelan y cizallan, noes inusual tener aberturas de raz igua-les a 2 mm, as que la nueva pierna serade 4.5 mm. Asumiendo que un filete depiernas iguales, la junta mide ahora 4.5

    x 4.5 mm. Esto signif ica que para so lu-cionar solo lo de las piernas, el volumende material depositado debe incremen-tarse 3.24 veces la condicin de no aber-tura de raz.

    A su vez, si la velocidad de soldadurava a permanecer constante, entonces lavelocidad de la alimentacin del alambredebe incrementarse por ese factor (conun incremento en la corriente) o la velo-cidad de soldadura debe reducirse. Asu-miendo que el usuario est soldando conGMA a 17 mm/s (40 mm/min), entoncesla velocidad de alimentacin del alambrepara una situacin de no abertura de raz

    sera de 34 mm/s (118 pulg./min) paraalambre con dimetro de 1.2- m (0.045pulg.) y mm/s (472 pulg./min) con unaabertura de raz de 2 mm.

    Estas velocidades estn perfecta-mente dentro de los parmetros tpicosde soldadura correspondiente y de ali-mentacin de alambre. Sin embargo,para un proceso tpico de HLAW conlser de 6 kW, se esperara que la veloci-dad de soldadura fuera de 50 mm/s (120pulg./min). Esto significa lograr la mismamedida de filete, la velocidad de alimen-

    tacin de alambre para abertura de razcero sera de 161 mm/s (354 pulg./min) y523 mm/s (1418 pulg./min).

    Como una alternativa a estos parme-tros, pudiera ser posible reducir la velo-cidad de desplazamiento. Desafortuna-damente, si la velocidad se reduce muypor debajo de 42 mm/s (100 pulg./min),la velocidad de desplazamiento estarmuy cercana a las velocidades que se pue-den lograr con GMAW tndem, la cuales menos cara de adquirir y de operar.

    Otras consideraciones

    Al considerar el uso de la HLAW vs.GMAW, se deben tomar en cuenta el n-mero total de soldaduras por parte y lalongitud de cada una de estas soldadu-ras. Como ejemplo, para muchas partesautomotrices, la soldadura GMA que selogra se hace en forma de pequeas sol-daduras intermitentes que pudieranmedir solamente de 50 a 70 mm (2 a 3pulg.) de longitud. Aunque estas solda-duras pudieran hacerse en solamente deun cuarto a un tercio de la velocidad deHLAW, el tiempo aire del robot cons-tituye la mayor parte del tiempo del ciclo.Por ello, cambiarse de GMAW a HLAWno disminuira substancialmente eltiempo de ciclo. Para partes con un grannmero de soldaduras cortas, el tiempode ciclo y, por ende, el nmero de celdasde soldaduras que se requieren paracumplir con una tasa de produccin, no

    va a cambiar dramticamente mediantela ms alta velocidad de soldadura delproceso de HLA. Pudiera de hecho sermenos caro y ms rpido agregar otro

    robot de soldadura GMA que convertirsea la HLAW.

    Como con muchos procesos de fusin,el material que pudiera agregarse alcharco de soldadura y la cantidad decalor determina las propiedades de la sol-dadura complete, o el metal de soldadura

    y la zona afectada trmicamente (ZAT).Para una soldadura tpica GMA, el ma-terial de aporte constituye la mayora del

    metal de soldadura y por ello las propie-dades mecnicas. Y debido a que el alam-bre ha sido desarrollado en torno a cier-tas tasas de alimentacin de alambre yentrada de calor, las propiedades son mso menos bien entendidas.

    En cuanto a la HLAW, dependiendode la junta de soldadura, pudieran exis-tir un nmero de condiciones que difie-ren de la tpica GMAW. Ya que la HLAWse aproxima a una soldadura autgena(sin aporte), la microestructura del metalde soldadura se aproximar a aquel de

    un material base vaciado (y enfriado r-pidamente). Para muchos aceros mode-rados y altos en aleacin, por ejemplo,esto pudiera significar una soldadura conmuy alta dureza y muy poca ductilidad.El resultado de esto sera que la solda-dura pudiera ser ms susceptible al agrie-tamiento. Por ello, la soldadura de estasaleaciones con HLAW, se pudiera reque-rir un alambre de soldadura con menosaleacin.

    Aunada a cualquier problema con elmetal de soldadura estar la preocupa-

    cin por la ZAT de la junta de soldadura.En la GMAW o en la HLAW, la qumicadel material de la ZAT no puede cam-biarse. La nica opcin con la ZAT es al-terar el ciclo trmico por el que pasa elmaterial a travs del proceso de solda-dura. Lo que pasa en la ZAT recibe altainfluencia de la aleacin que est siendosoldada y de la condicin en la que estel material cuando se suelda. Comoejemplo, si el material que est siendosoldado es un acero revenido y templadoque ha sido trmicamente tratado paratener una dureza alta, la ZAT de una sol-dadura GMA depender de la qumica,parmetros y los procedimientos usados.El material puede ser sobretemplado enla ZAT y resultar en una zona ablan-dada. Si la misma aleacin en la mismacondicin se suelda con HLA, la ZAT pu-diera ser reaustenizada y vuelta a reve-nir, resultando en una ZAT con muy altadureza. En realidad, debido a la entradams elevada de calor de la HLAW vs. lasoldadura lser autgena, la HLAW pu-diera de hecho tener una menor durezaen la ZAT.

    Fig. 4 Imagen de una soldadura de

    filete chaflanado con HLAW. La longi-

    tud de pierna L es mucho menor que

    el grosor del material T. Sin embargo,

    la penetracin P es mucho mayor que

    T, as que la resistencia de la solda-

    dura es mayor que si L fuera igual a T.

    27WELDING JOURNAL EN ESPAOL

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

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    ABRIL 201328

    Otro escenario sera en materialesque son endurecidos por precipitacin.Como los materiales revenidos y templa-dos, la GMAW pudiera sobre tratar tr-micamente estos materiales y resultaren una ZAT ms blanda, especialmentesi se necesita GMAW multipasos parahacer las juntas. Sin embargo, para laHLAW, el ciclo trmico pudiera ser tancorto que podra no haber una ZAT visi-

    ble. As que, para algunos materiales, eluso de la HLAW pudiera en realidadofrecer beneficios por encima de la sol-dadura con GMAW.

    Aunque estos ejemplos y considera-ciones muestran dnde la HLAW pu-diera no ser siempre el proceso de elec-cin, hay aplicaciones donde se preferirla HLAW. Un enunciado general es queel proceso de HLAW no substituya en lamayora de las juntas tpicas diseadaspara GMAW. En algunos casos, pudieraser mejor redisear la junta especfica-

    mente para el proceso de la HLAW opara mejorar la junta para aprovechar labaja entrada de calor y la alta velocidadde soldadura que se asocian con laHLAW. Adems, las ms grandes venta-

    jas para la HLAW se notan en soldadu-ras muy largas y situaciones donde la dis-torsin de la parte es muy crtica.

    Conclusiones

    En resumen, la soldadura HLA no esuna bala mgica que puede usarse en

    toda y cualquier aplicacin que actual-mente sea soldada con GMA. En la ma-yora de los casos, cambiar directamentea HLAW en una aplicacin para GMAWusualmente no tiene xito. Sin embargo,cuando la aplicacin se selecciona ade-cuadamente, posiblemente requiriendoun rediseo de parte/junta para laHLAW, cambios a los procedimientos, yan los materiales, pudiera ser posibleimplementar la HLAW a la produccinde manera exitosa.

    Referencias

    1. Bruck, G. J., et al. 1998.Mtodo deSoldadura. Patente U.S. No. 4,737,612.

    2. Diebold, T. P., y Albright, C. E. 1984.Soldadura GTA lser en aleacin de alu-minio 5052. Welding Journal 63(6):1824.

    3. Comunicacin personal con el Dr.Frank Roland, ex director de gestin,Centro de Tecnologas Martimas, Ham-burgo, Alemania, y ex gerente para Tec-nologas Avanzadas de Soldadura, MeyerWerft Shipbuilding.

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    anterioresquienes han trabajado contnuamente desde el primer cdigo D1

    publicado en 1928para presentarnos mtodos y procedimientos

    comprobados. El producto de todo esto es una gua escrita por los ms

    reconocidos expertos en la industria, proveyendo un concenso de los mtodos

    ms confiables para obtener los resultados deseados. Es por eso que los libros

    de D1 se han hecho mandatorios en cdigos a travs de la industria, han sido

    aprobados por ANSI, adoptados por el Departamento de Defensa de los

    Estados Unidos, preferidos por la NASA, y obligatorios en incontables

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  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    31/60

    Entre el 7 y 9 de mayo se celebrar enel centro Cintermex la dcima edi-cin de la exposicin de soldadura msgrande de Latinoamrica, AWS Weld-mex, junto a las exposiciones FABTECHMxico y Metalform Mxico. Con un es-pacio de exhibicin de casi 8,500 metroscuadrados y la participacin de 300 expo-sitores aproximadamente, se espera unaasistencia sobre las 9,500 personas, quie-nes estn involucradas en industriascomo automotriz, transporte, petrleo yoleoductos, fabricacin, y construccin,entre muchas otras.

    Estas exposiciones son patrocinadaspor la Sociedad Americana de Soldadura(American Welding Society, o AWS, porsu siglas en ingls), la Asociacin de For-mado de Metal de Precisin (PrecisionMetalforming Association, o PMA, porsu siglas en ingls), la Asociacin Inter-nacional de Fabricantes y Manufacture-ros (Fabricators and Manufacturers As-sociation, o FMA, por su siglas en ingls),

    y la Sociedad de Ingenieros de Manufac-tura (Society of Manufacturing Engine-

    ers, o SME, por su siglas en ingls).Un variado grupo de expositores pro-

    venientes todas partes del mundo ofrece-rn una amplia gama de productos, desdesoldadura y fabricacin, hasta cortado ydoblado. La seccin de AWS Weldmexincluye compaas enfocadas en solda-dura y corte, incluyendo rociado trmico,acabado de metal, y equipos de seguri-dad. La seccin de FABTECH se espe-cializa en equipamientos para doblado yfabricacin, formado y fabricacin deplanchas, sierras y mquinas de corte,prensas, fabricacin de rollos, tuberas, yrobtica, entre muchos otros. Y la sec-cin de Metalform se enfocar en pro-ductos para el formado de metal, inclu-

    yendo herramientas y talladores,estampado de metal, y ensamblaje.

    La AWS, SME, FMA y PMA ya hancolaborado anteriormente en anterioresexhibiciones AWS Weldmex en Mxico, yen los Estados Unidos en la expo anualFABTECH, la cual se realizar este aoen Chicago, Illinois, entre el 18 y 21 denoviembre. FABTECH 2013 contar

    con ms de 35,000 visitantes y 1,500expositores.

    Este ao adems marca la primera vezque se darn clnicas y exmenes de cer-tificacin de la AWS en espaol en Weld-mex. Habrn tres clnicas: Inspeccin vi-sual para la Parte B del examen CWI,Cdigo D1.1 para la Parte C del examenCWI, y Cdigo API 1104 para la Parte Cdel examen CWI. Adems se ofrecernexmenes para CWI (inspector de solda-dura) y CWE (educador en soldadura), ylas personas que necesiten revalidar sucertificacin tambin podrn tomar susrespectivos exmenes. Visite la pgina deinternet www.aws.org/mexico para msinformacin.

    A continuacin les presentamos unalista parcial de los expositores de este aoen la seccin de AWS Weldmex. Para msinformacin sobre expositores en lasreas de FABTECH y Metalform, favorconsulte la gua distribuida en la salade exposicin, o el sitio de internetwww.fabtechmexico.com.

    Avance de

    AWS Weldmex 2013

    La 10a edicin de AWS Weldmexllega a Monterrey este ao con laexpectativa de superar todos los rcords

    31WELDING JOURNAL EN ESPAOL

    POR CARLOS GUZMN([email protected])Editor delWelding Journal en espaol y

    gerente de publicacionesinternacionales

    Foto por Josep M. Mart

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    32/60

    ABRIL 201332

    3M 240,

    ABB Mxico

    Acmetex

    Air Liquide

    Ajan Elektronik Servis

    Albany Door SystemsALM Materials Handling

    American Fortune Company

    American Torch Tip

    American Welding Online

    Antec Electronics

    AOC Mxico

    Arc Mate

    ATI Industrial Automation

    AVS Industries

    AWS

    Binzel

    Bhler Soldaduras

    Boletin Industrial

    British Federal Mxico

    Bug-O-Systems

    Calimet

    Capacita. y Pruebas No Destruc.

    Cloos Robotic De Mxico

    Dahching Electric Industrial

    Dalus

    Dengensha America

    Doceram Gmbh

    DonaldsonElco Enterprises

    Ensayos No Destructivos

    ESAB

    Estafeta

    Etal

    Exel Mexicana

    Flame Spray

    Flame Technologies

    Flexovit

    Frster Welding Systems Gmbh

    Fronius MxicoFusion

    Galagar

    Genesis Icesa Systems

    Gimbel Mexicana

    Global Electronic Services 443,

    Grainger

    Harris Products Group

    Hecasa USA

    Heron Machine & Elec. Indus.

    Hypertherm

    Imende

    Importaciones Orba

    Infra

    Int. Thermal Spray Asso.

    Invent

    Istuc

    ITW Welding GroupJoysun Abrasives

    Kimberly Clark Professional

    Klingspor Abrasivos

    Kuka De Mxico

    Lincoln Electric Mxico

    Longevity

    Mastersteel

    Meltric

    Mercer Tool

    Metweld

    Midalloy

    MK Products

    Multicam

    Mundt & Associates

    Nachi Mexicana

    Nelson Stud Welding

    Okila

    Olympus

    OTC Daihen

    Oxford Alloys

    Pearl Abrasive

    Pferd Fandeli

    PolimexPraxair Mxico

    Pyasa Plasticos y Alambres

    Reportero Industrial Mexicano

    Roman Manufacturing

    Select-Arc

    Sellstrom Manufacturing

    Servo-Robot

    Shanghai HugongSherwin Incorporated

    SMK

    Soldaduras y Equipos Auto.

    Soldaduras y Superaleaciones

    Somos Industria

    Southern Stud Weld

    Steel Tailor

    T. J. Snow

    Tamez / Paka

    Tecnomec

    Tecoi Corte

    Telwin Spa

    Thermacut Mxico

    Uniweld Products

    Urany

    Victor Technologies

    VSM Abrasives

    Weld-Aid Products

    Weldsale

    World Engineering Xchange

    Wuxi Ronniewell Machinery

    Wuxi Volcano Welding & Cutting

    Yaskawa Motoman RoboticsZhengzhou Anxin Abrasives

    241

    405

    122

    123

    517

    541137

    100

    747

    453

    143

    128

    141

    600

    132

    455

    217

    617

    532

    627

    423

    750

    434

    735

    120

    449

    301

    746

    116505

    437

    205

    852

    623

    341

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    713

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    246

    705513

    110

    427

    144

    543

    347

    410

    536

    742

    105

    233

    147

    717

    353

    113

    450

    117436

    641

    846

    533

    305

    800

    613

    649

    253

    124

    236

    227

    242

    848

    547

    327

    633

    235

    303

    845

    447

    527

    740417

    433

    134

    104

    232

    647

    834

    333337

    748

    700

    317

    741

    343

    113

    332

    221

    429

    133

    140

    217

    126

    733

    127

    441

    714

    106

    655

    442

    249

    605744

    Lista de expositores en la seccin AWS Weldmex (2013)

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    33/60

    Primero, analizamos las principales debilidades de las

    antorchas de corte: sobrecalentamiento y retroceso de llama

    (flashback y burn back). Luego, diseamos una mejor antorcha

    de corte. Entrate cmo lo hicimos y ve las pruebas en www.

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  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    34/60

    Los intercambiadores de calor jueganun papel importante en la utilizacinde energa renovable. El desarrollo

    de intercambiadores de calor con micro-canales de aluminio hechos mediante sol-dadura fuerte para aplicaciones auto-

    motrices requeran alto desempeotrmico, medida compacta y bajo costode materiales.

    La extraccin exitosa del aluminiocomo metal puro se logr hace solamentemenos de 200 aos. Aunque su historia escorta, la abundancia del aluminio en lacorteza terrestre y los avances en la tec-nologa de la extraccin a finales del sigloXIX hicieron posible la produccin enmasa del aluminio as como su precio ac-cesible. El costo relativamente bajo y mu-chas propiedades atractivas tales como su

    peso ligero, alta conductividad trmica y

    buena resistencia a la corrosin hacen delaluminio y sus aleaciones buenos candi-datos para los dispositivos de transferen-cia de calor.

    El desarrollo en la tecnologa deunin, especialmente la soldadura fuerte

    en atmsfera controlada (controlled at-mosphere brazing, o CAB, por sus siglasen ingls) del aluminio promueve la altatasa de produccin de intercambiadoresde calor compactos aluminio.

    Caractersticas de los

    intercambiadores de calor con

    microcanales de aluminio

    Los intercambiadores de calor con mi-crocanales de aluminio usan tubos planos

    multicanales como pasajes para refrige-

    rante y aletas multilaminares como au-mento para la transferencia de calor dellado del aire. La Figura 1 ilustra ejemplosde tubos extruidos multipuertos y aletasen lminas que tpicamente se usan paralos intercambiadores compactos de calor.

    El arreglo de canales paralelos (los di-metros hidrulicos tpicos son de menosde 1 mm) en tubos planos tiene muchas

    ventajas en comparacin con los tubosredondos convencionales. La proporcininterna aumentada entre superficie y vo-lumen mejora el desempeo de la trans-ferencia de calor del lado del refrigerante

    y proporciona medios para la reduccinde carga del refrigerante. El diseo detubo plano no solamente proporcionaconveniencia en el ensamblado de laspartes y los procesos de fijacin para la

    soldadura fuerte, sino que tambin

    Soldadura fuerte enatmsfera controlada de

    intercambiadores de calor

    HUI ZHAO, STEFAN ELBEL, Y PEGAHRNJAK estn con Creative Thermal

    Solutions, Inc., Urbana, Ill.

    Los intercambiadores de calor multicanales de tubo

    plano estn proporcionando dispositivos adecuados para

    las industrias automotriz y de calefaccin, ventilacin

    aire acondicionado y refrigeracin (heating, ventilation,

    air conditioning and refrigeration, o HVACR, por sus

    siglas en ingls)

    POR HUI ZHAO, STEFAN ELBEL,Y PEGA HRNJAK

    Fig. 1 Tubos multipuertos extrui-

    dos y aletas multilaminares.

    ABRIL 201334

  • 7/22/2019 aws_wj_esp_201304

    35/60

    ofrece mejor flexibilidad en el diseo decircuitos tubulares y reducen el consumode energa de abanicos debido a la re-duccin de los coeficientes de arrastre.En el lado del aire de los intercambiado-res de calor con microcanales, las aletasmultilaminares que se unen por solda-dura fuerte a los tubos ofrecen aumentoaltamente efectivo en la transferencia decalor. Los diseos multilaminares son

    guiados por el concepto de alteracionesen el flujo de aire basada en la teora dela capa lmite o fronteriza en la dinmicade fluidos. Un diseo optimizado de lasgeometras de las aletas es esencial parautilizar de lleno el potencial de las es-tructuras (Ref. 1).

    La soldadura fuerte en

    atmsfera controlada de

    intercambiadores de calor de

    aluminio con microcanales

    La manufactura de intercambiadoresde calor con microcanales requiere launin de varios componentes incluyendotubos, aletas, y cabezales. La soldadurafuerte es el mtodo predilecto para unirpartes mltiples. Histricamente, la sol-dadura fuerte al vaco y la soldadurafuerte por inmersin se usaron para lamanufactura de intercambiadores decalor de aluminio. En las ltimas dos d-cadas, la soldadura fuerte en atmsferacontrolada (CAB) se ha convertido entecnologa de punta en la fabricacin de

    intercambiadores de calor de aluminio.

    El desarrollo de tecnologa CAB alta-mente eficiente permite altas tasas deproduccin de intercambiadores de calorde aluminio hechos con soldadura fuerte.El proceso involucra el uso de fundenteNocolok (una marca registrada de Sol-

    vay Fluor GmbH, Alemania) bajo una at-msfera protectora de gas inerte (Ref. 2).El fundente con componentes de fluoro-aluminato de potasio se desarroll en la

    dcada de 1970 y remplaz a los funden-tes corrosivos de cloruro para la solda-dura fuerte de horno. El hecho de que elfundente Nocolok no es corrosivo bajocondiciones normales tanto antes comodespus de la soldadura fuerte elimina lanecesidad de un proceso de limpieza pos-terior a la soldadura de las partes solda-das. La produccin en masa de intercam-biadores de calor por soldadura fuerte selogra por medio de lneas de manufac-tura que incluyen equipo continuo comodesengrasante, fluxor, horno de secado,horno para soldadura fuerte y seccionesde enfriado.

    Para los intercambiadores de calor dealuminio soldados con CAB, son amplia-mente utilizadas las aleaciones de la serie

    AA3xxx como materiales de ncleo, loscuales ofrecen buena resistencia mec-

    nica y soldabilidad. Los metales deaporte de la serie BAlSi (Al y Si comocomponentes principales) de la Sociedad

    Americana de Soldadura (AWS) son uti-lizados comnmente utilizados para lasoldadura fuerte de aluminio. Estos me-tales de aporte tienen buen mojado enmuchas aleaciones de Al, y las juntas porsoldadura fuerte tienen buena resistenciamecnica y resistencia a la corrosin en

    general. Algunos componentes del inter-cambiador de calor para ser soldados consoldadura fuerte pueden hacerse de


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