DISEÑO Y REALIZACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO GAS INERTE DE TUNGSTENO (TIG) EN EL TALLER DE SOLDADURA INDUSTRIAL DEL CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS (CECYT) “CUAUHTÉMOC”

DISEÑO Y REALIZACIÓN DE UN PROTOTIPO PARA LA AUTOMATIZACIÓN DEL PROCESO GAS INERTE DE TUNGSTENO (TIG) EN EL TALLER DE SOLDADURA INDUSTRIAL DEL CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS (CECYT) “CUAUHTÉMOC”

CAPÍTULO 1. PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN

1.1 ANTECEDENTES

En el Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos (CECyT) “Cuauhtémoc” se imparten las carreras de Soldadura Industrial, Instalaciones y Mantenimiento Eléctricos, Mantenimiento Industrial, Aeronáutica, Sistemas Automotrices y Construcción. En esta ocasión se hablará acerca de la carrera de Soldadura Industrial, en la cual a lo largo de dos años se imparte todo lo relacionado con los conocimientos en procesos de soldadura, algunos procesos son los siguientes:

S.M.A.W (Soldadura por Arco Metálico Protegido) El arco eléctrico se mantiene entre el final del electrodo revestido y la pieza a soldar. Cuando el metal se funde, las gotas del electrodo se transfieren a través del arco al baño del metal fundido, protegiéndose de la atmósfera por los gases producidos en la descomposición del revestimiento. El proceso, se utiliza principalmente para aleaciones ferrosas para unir estructuras de acero, en construcción naval y en general en trabajos de fabricación metálica.^[1]

O.A.W (Soldadura Oxiacetilena) La soldadura con gas conocida también con el nombre genérico de autógena, su nombre correcto es oxiacetileno, incluye todos los procesos en los cuales la fuente de calor es una flama de gas. La unión puede hacerse con o sin metal de aporte (varilla).^[2]

T.I.G o G.T.A.W (Soldadura por Gas Inerte de Tungsteno) La soldadura TIG, es un proceso en el que se utiliza un electrodo de tungsteno, no consumible. El electrodo, el arco y el área que rodea al baño de fusión, están protegidos de la atmósfera por un gas inerte. Si es necesario aportar material de relleno, debe de hacerse desde un lado del baño de fusión.^[3]

M.I.G, M.A.G, o G.M.A.W (Soldadura por Gas Inerte de Metal) Este procedimiento, conocido también como soldadura MIG/MAG, consiste en mantener un arco entre un electrodo de hilo sólido continuo y la pieza a soldar. Tanto el arco como el baño de soldadura se protegen mediante un gas que puede ser activo o inerte.

El procedimiento es adecuado para unir la mayoría de materiales, disponiéndose de una amplia variedad de materiales de aportación, esto ayudara a entender mejor como se suelda con los diferentes tipos de procesos existentes en el taller de Soldadura Industrial.^[4]

A.A.C (Arco, Aire, Corte) Se trata de un proceso de eliminación de material que utiliza simultáneamente aire comprimido y el calor producido por un arco eléctrico que se establece entre el electrodo de carbón y la pieza metálica a cortar. El aire comprimido, dirigido paralelamente al electrodo, expulsa el metal fundido que se ha originado por la acción del arco eléctrico consiguiéndose de esa manera el corte. El proceso arco - aire puede ser utilizado con todos los metales y aleaciones, tales como los aceros ordinarios, los aceros inoxidables, las fundiciones, el cobre, etc. tanto de forma manual como automatizada. En la operación de arco - aire se introduce carbono en el metal base, por lo que cuando se utiliza este proceso en los aceros inoxidables se deberán esmerilar los bordes cortados para eliminar la capa carburada que se obtiene tras su aplicación.^[5]

Corte con Plasma y Corte con Oxiacetileno. El corte con plasma es un proceso en que un arco establecido entre un electrodo de tungsteno y la boquilla forma una columna gaseosa altamente ionizada que es forzada a pasar de un pequeño orificio produciendo temperaturas superiores a 17.000°C, mientras que el corte con oxiacetileno, llamado a veces oxicorte, se utiliza solo para cortar metales ferrosos. La fusión del metal tiene escasa importancia en el corte con oxiacetileno. La parte más importante del proceso es la oxidación del metal.^[6]

En este trabajo se hablará del Proceso TIG (Tungsten Inert Gas o Gas Inerte de Tungsteno), que proporciona unas soldaduras excepcionalmente limpias y de gran calidad, debido a que no produce escoria. De este modo, se elimina la posibilidad de inclusiones en el metal depositado y no necesita limpieza final. La soldadura TIG puede ser utilizada para soldar casi todo tipo de metales y puede hacerse tanto de forma manual como automática.

Conforme al aspecto de la neumática, se puede decir que la neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.

1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Respecto a los antecedentes surgen diferentes problemáticas sobre el proceso TIG. Una de ellas es que la mayoría de los alumnos que toman el taller de soldadura cuando ejecutan este proceso no poseen la suficiente habilidad para realizarlo de una forma adecuada; por lo cual se necesita mucha práctica o la suficiente experiencia para lograr un buen cordón o una buena unión dependiendo de la práctica que se les pida realizar.

Lo anterior se vuelve aún más difícil ya que se utiliza material de aporte y es aún más complicado ya que hay que tener demasiada coordinación en los movimientos de la mano al realizar el cordón así como un buen pulso.

Se tiene la necesidad de automatizar este proceso con la finalidad de que tanto el profesor como los alumnos puedan desarrollar de una manera más cómoda, sencilla y fácil las técnicas que se utilizan durante el proceso TIG y así reforzar los conocimientos en prácticas de los alumnos, demostraciones de los profesores y/o clases de teoría.

1.3 PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN

¿Hay manera de que el prototipo a realizar ayude a las prácticas del taller de Soldadura Industrial? ¿Cómo?

¿Cómo se podrá mejorar el rendimiento del electrodo de tungsteno con base en el prototipo?

¿En qué medida disminuirá el acabado del electrodo de tungsteno?

¿Cómo se pretende lograr la automatización del proceso TIG?

¿Qué medidas de seguridad se deben de tomar en cuenta al momento de entrar en el proceso TIG?

1.4 HIPÓTESIS

Si se logra automatizar el proceso TIG en el taller de Soldadura Industrial; entonces se podrá demostrar como soldar con este proceso de una manera más sencilla.

1.5 OBJETIVOS

Realizar un prototipo automatizado para facilitar la enseñanza de la técnica adecuada en el proceso TIG.

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