Procesos Con Chorro De Agua Y Chorro Abrasivo

PROCESOS CON CHORRO DE AGUA Y CHORRO ABRASIVO

CORTE CON CHORRO DE AGUA

El corte con chorro de agua (WJC, por sus siglas en inglés) usa una corriente fina de agua a alta presión y velocidad dirigida hacia la superficie de trabajo para producir un corte, como se ilustra en la figura 26.3. Para este proceso también se emplea el nombre maquinado hidrodinámico, pero el término de uso más frecuente en la industria parece ser corte con chorro de agua.

Para obtener un chorro fino de agua, se usa una pequeña abertura de boquilla con un diámetro de 0.1 a 0.4 mm (0.004 a 0.016 in). Para proporcionar al chorro una energía suficiente para poder cortar, se usan presiones hasta de 400 MPa (60 000 lb/in2) y el chorro alcanza velocidades hasta de 900 m/s (3 000 ft/s). Una bomba hidráulica presuriza el fluido al nivel deseado. La unidad de boquilla consiste en un soporte hecho de acero inoxidable y una boquilla de zafiro, rubí o diamante. El diamante dura más, pero es el más costoso. En el WJC deben usarse sistemas de filtración para separar las rebabas producidas durante el corte.

Los fluidos de corte en el WJC son soluciones de polímeros, las cuales se prefieren debido a que tienden a producir un chorro consistente. Ya se han analizado los fluidos de corte en el contexto del maquinado convencional (sección 23.4), pero el término se usa de manera más adecuada en el WJC.

Los parámetros de proceso importantes en el WJC incluyen la distancia de separación, el diámetro de abertura de la boquilla, la presión del agua y la velocidad de avance del corte. En la figura 26.3, la distancia de separación es la distancia entre la boquilla y la superficie de trabajo. En general, se prefiere que esta distancia sea mínima para reducir la dispersión del chorro de fluido antes de que golpee la superficie. Una distancia de separación normal es de 3.2 mm (0.125 in). El tamaño del orificio de la boquilla afecta la precisión del corte; las aberturas más pequeñas se usan para cortes más finos sobre materiales más delgados. Para cortar materia prima más gruesa se requieren chorros de fluido más densos y mayores presiones. La velocidad de avance del corte se refiere a la velocidad a la que se mueve la boquilla a lo largo de la trayectoria de corte. La velocidad de avance típica varía desde 5 mm/s (12 in/min) hasta más de 500 mm/s (1 200 in/min), dependiendo del material de trabajo y su grosor [5]. Por lo general, el WJC se realiza en forma automática usando un control numérico computarizado o robots industriales para manipular la unidad de boquilla a lo largo de la trayectoria deseada.

El corte con chorro de agua se usa en forma eficaz para obtener tiras de materia prima plana, como plásticos, textiles, materiales compuestos, mosaicos para pisos, alfombras, piel y cartulinas. Se han instalado celdas robóticas con boquillas para WJC ensambladas como la herramienta de un robot para seguir patrones tridimensionales de corte irregular, por ejemplo para cortar y rebordear tableros de automóvil antes del ensamble. En estas aplicaciones, las ventajas del WJC incluyen: 1) Que la superficie de trabajo no se deforma ni quema como en otros procesos mecánicos o térmicos, 2) la pérdida de material es mínima porque la ranura de corte es estrecha, 3) se reduce la contaminación ambiental y 4) existe la facilidad de automatizar el proceso usando control numérico o robots industriales. Una limitación del WJC es que no es conveniente para cortar materiales frágiles porque tienden a resquebrajarse durante el proceso.

Maquinado con chorro abrasivo

El proceso denominado maquinado con chorro abrasivo (AJM, por sus siglas en inglés), el cual es un proceso de remoción de materiales que se produce por la acción de un flujo de gas a alta velocidad que contiene pequeñas partículas abrasivas, como se muestra en la figura 26.4. El gas es seco y se usan presiones de 0.2 a 1.4 MPa (25 a 200 lb/in2) para propulsar el gas por los orificios de la boquilla con un diámetro de 0.075 a 1.0 mm (0.003 a 0.040 in), a velocidades de 2.5 a 5.0 m/s (500 a 1 000 ft/min). Los gases incluyen el aire seco, el nitrógeno, el dióxido de carbono y el helio. Por lo general, el proceso lo realiza un operador en forma manual, quien dirige la boquilla hacia el trabajo. Las distancias típicas entre la punta de la boquilla y la superficie de trabajo varían entre 3 mm y 75 mm (0.125 y 3 in). La estación de trabajo debe contar con ventilación apropiada para el operador.

Normalmente, el AJM se usa como proceso de acabado y no como proceso de corte en la producción. Las aplicaciones incluyen el rebabeado, el retiro de virutas de cizallado y retiro de excedentes de material de forjado, la limpieza y el pulido. Los cortes se llevan a cabo sobre materiales duros y frágiles (por ejemplo, vidrio, silicio, mica y cerámica) que están en forma de materias primas planas y delgadas. Los abrasivos normales usados en el maquinado con chorro abrasivo incluyen el óxido de aluminio (para aluminio y latón), el carburo de silicio (para acero inoxidable y cerámica) y las perlas de vidrio (para pulido). Los tamaños de grano son pequeños, sus diámetros oscilan entre 15 y 40 μm (0.006 y 0.0016 in) y su tamaño debe ser muy uniforme para determinadas aplicaciones. Es importante no reciclar los abrasivos debido a que los granos usados se fracturan (por lo cual se reduce su tamaño), se gastan y contaminan.

ENSAMBLE PERMANENTE

¿QUÉ ES LA SOLDADURA?

Proceso de unión de materiales en el cual se funden las superficies de contacto de dos o más piezas mediante la aplicación conveniente de calor y/o presión.

Muchos procesos de soldadura se obtienen solamente por calor, sin aplicar presión; otros mediante una combinación de calor y presión; y otros más, únicamente por presión, sin suministrar calor externo. En algunos procesos de soldadura se agrega un material de relleno para facilitar la fusión. El ensamblaje de partes que se unen mediante soldadura se denomina ensamblaje soldado. La soldadura se asocia por lo regular con piezas metálicas, pero el proceso también se usa para unir plásticos.

TIPOS DE PROCESOS DE SOLDADURA

La American Welding Society (AWS) ha catalogado más de 50 tipos diferentes de operaciones de soldadura que utilizan diversos tipos o combinaciones de energía para proporcionar la energía requerida. Los procesos de soldadura pueden dividirse en dos grupos principales:

1) soldadura por fusión y

2) soldadura de estado sólido.

SOLDADURA POR FUSIÓN

La soldadura por fusión utiliza calor para fundir

...