Existen diferentes tipos de ensambles permanentes pero hablaremos poco de ellos y nos enfocaremos solo en uno, ya que es uno de los ensambles permanentes mas importantes en lo que es la mecánica naval, aparte de que es muy impresionante saber como hacen la soldadura subacuática.
Tipos de Ensambles Permanentes
- Soldadura
- Pegado con adhesivos
- Ajustes por interferencias
Soldadura
La soldadura es un proceso de unión de materiales en la cual
se funden las superficies de contacto de dos (o más) partes mediante la
aplicación conveniente de calor o presión.
La soldadura es un proceso relativamente nuevo, su
importancia comercial y tecnológica se deriva de los siguientes:
La soldadura proporciona unión permanente.
La unión soldada puede ser más fuerte que los
materiales originales.
En general, la soldadura es una forma más económica de
unir componentes, en términos de uso de materiales y costos de fabricación.
Tipos de Soldadura
Soldadura por fusión
– estos procesos usan el calor para fundir los materiales base. En muchas
operaciones de soldadura por fusión, se añade un metal de aporte a la
combinación fundida para facilitar el proceso y aportar volumen y resistencia a
la unión soldada.
Soldadura de estado
sólido – este proceso se refiere a los procesos de unión en los cuales la
fusión proviene de la aplicación de presión solamente o una combinación de
calor y presión. Algunos procesos representativos de este proceso son:
• Soldadura por difusión, las partes se colocan juntas bajo
presión a una temperatura elevada.
• Soldadura por
fricción, es un proceso similar al de difusión, solo que la temperatura se
obtiene al friccionar las partes a unir.
• Soldadura ultrasónica – se realiza aplicando una presión
moderada entre las dos partes y un movimiento oscilatorio a frecuencias
ultrasónicas en una dirección paralela a las superficies de contacto. La
combinación de las fuerzas normales y vibratorias produce intensas tensiones
que remueven las películas superficiales y obtienen la unión atómica de las
partes.
Soldadura por fusión
Soldadura por fricción
Soldadura ultrasónica
Pegado con adhesivos
El uso de adhesivos data de épocas antiguas, y el pegado fue
probablemente el primero de los métodos de unión permanente utilizados. Los
adhesivos tienen un alto rango de aplicaciones de unión y sellado, para
integrar materiales similares y diferentes, como metales, plásticos, cerámica,
madera, papel y cartón entre otros.
La unión con adhesivos es un proceso en el cual se usa un
material ajeno a los materiales que se desea unir para la fijación de ambas
superficies.
Generalmente, las
uniones con adhesivos no son tan fuertes como las que se hacen con soldadura, y
para eso se toman en cuenta algunos principios:
1. Se debe maximizar el área de contacto de la unión
2. Los pegados son más fuertes en cizalla y en tensión, y
las uniones deben diseñarse para que se apliquen tensiones de esos tipos. (a) y
(b)
3. Los pegados son más débiles en hendiduras o
desprendimientos, y deben diseñarse para evitar este tipo de tensiones. (c) y
(d)
Tipos de Adhesivos
Existe una gran cantidad de adhesivos comerciales, pero
todos estos pueden clasificarse dentro de 3 categorías:
1) Naturales: Los adhesivos naturales son materiales
derivados de fuentes como plantas y animales, e incluyen las gomas, el almidón,
la dextrina, el flúor de soya y el colágeno. Este tipo de adhesivos se limita
aplicaciones de bajo tensión.
2) Inorgánicos: Los adhesivos inorgánicos se basan
principalmente en el silicio de sodio y el oxicloruro de magnesio, aunque el
costo de estos es relativamente bajo, su resistencia es similar a los
naturales.
3) Sintéticos: Los adhesivos sintéticos constituyen la
categoría más importante en la manufactura; incluyen diversos polímeros
termoplásticos y duroplásticos.
Métodos de aplicación de adhesivos
1) Aplicación con brocha
2) Rodillos manuales
3) Serigrafía
4) Por flujo
5) Por aspersión o atomización
6) Con aplicadores automáticos
7) Recubrimiento mediante rodillo
Ajustes por interferencia
Los ajustes de agarre automático son la unión de dos partes,
en las cuales los elementos que coinciden poseen una interferencia temporal
mientras se oprimen juntos, pero una vez que se ensamblan se entrelazan para
conservar el ensamble.
Existen otros ajustes por interferencia como:
a) Puntillado: Es
una operación de sujeción en la cual se usa una máquina que produce las
puntillas en forma de U de alambre de acero, y de inmediato las inserta a
través de las dos partes que se van a unir.
b) Engrapado: Son grapas en forma de U que se clavan a
través de dos partes que se van a unir.
c) Cosido: Es un método de unión común para partes suaves y
flexibles, tales como telas y piel, el método implica el uso de un cordón o
hilo largo entrelazado con las partes para producir una costura continúa entre
ellas.
Puntillado
Engrapado
Cosido
Estos son algunos tipos de ensambles permanentes que se utilizan y son de los mas comunes. En la soldadura subacuática como sera su proceso de soldado ya que están bajo el agua y que tipo de tecnologías utilizan ya que tienen que ser a prueba de agua.
Soldadura subacuática
Aunque la soldadura subacuática tuvo su origen en
la segunda guerra mundial para reparar puertos y barcos, su gran aplicación se
ha dado en la industria petrolífera en altamar, pues debido a la ubicación de
las mismas, genera menos costes hacer la operación bajo el agua.
Tecnología utilizada
Existen algunos componentes básicos en común entre los procesos de corte y soldadura submarina que son:
- La fuente de energía.
- Los interruptores de corrientes.
- Cables conductores con sus terminales.
- Pinza de masa.
- Las torchas o pinzas porta electrodo.
Generadores de corriente
eléctrica
Comúnmente se utilizan generadores de
corriente continua o rectificadora de 300 amperios de capacidad colocada sobre
un material aislante y el bastidor conectado a tierra. Para algunas operaciones
pueden necesitarse más de 400 y hasta 600 amperios. Es posible conectar dos o
más máquinas en paralelo para poder adquirir la potencia requerida, para esto
se debe verificar las instrucciones de cada máquina y así emplear el circuito
correcto. Las principales marcas actuales son Miller, Tweco-Arcair, Lincoln Electric,
Tauro, Air Liquide, T&R Welding Products, MOS, entre otras.
Interruptores de seguridad
El interruptor de seguridad permite
el paso de corriente únicamente en el momento en que se está soldando. Cuando
se utiliza interruptores unipolares, no debe estar en derivación. También se
puede utilizar interruptores de seguridad automáticos. Este deberá estar
vigilado por el guarda o tender para que pueda desconectarlo
en todo momento cuando el buzo se encuentre debajo de la superficie.
Cables eléctricos
Se utilizan cables completamente
aislados, aprobados y extra flexibles.
El diámetro del cable es de 2/0
(133.000 MPC) si el trabajo se realiza a unos 300 pies (100 m) Si la distancia
supera los 400 pies (133 m) puede usarse un cable de diámetro 3/0 (168.000
MPC), o dos o más cables de 1/0(105.000 MPC) o 2/0 puestos en paralelo.
Los cables a tierra (-) se deben
conectar próximos al trabajo que debe realizarse, y el cuerpo del buzo nunca
debe estar entre el electrodo y la parte puesta a tierra del circuito a soldar.
Polaridad
Se realiza con polaridad directa cuando
se utiliza corriente continua. Cuando se utiliza corriente continua con
polaridad inversa, se produce electrolisis y se deteriora rápidamente los
componentes. Para la polaridad directa se debe conectar el borne negativo (-)
con el porta-electrodo, mientras que la positiva (+) a la abrazadera de
conexión a tierra.
Torchas y porta-electrodos
Las antorchas y los porta electrodos
son específicamente diseñados para trabajos subacuáticos, destacando las marcas
Tweco-Arcair, Broco Inc., Divex Commercial, AAI-Craftsweld, Oxilance,
Aqualance, Surweld, Aquathermic, Prothermic y otras.
Cristal protector oscuro
La soldadura produce rayos
ultravioletas de corta longitud de onda que pueden provocar una acción
eritematosa e inflamación de la conjuntiva. Para evitarlo, se debe usar lentes
protectoras de color verde oscuro. Estas lentes están recogidas en la normativa
DIN y pueden ser desde la DIN 6 hasta la 15 dependiendo de la intensidad del
arco. Y si esta es como debe no se dañan los ojos y no se ponen rojos o
inflama.
Hoy en día el proceso de soldadura subacuática ha ido
mejorando de manera notable, esto, gracias a los equipos de nueva generación y
fuentes de energía que se utilizan y que hacen que este proceso tenga una
calidad similar a la que se obtiene en trabajos de soldadura en la superficie.
Si bien es un trabajo muy demandado solo puede realizarse
por un buzo profesional certificado, quien es capaz de desarrollar a cabalidad
las tareas asociadas a trabajos submarinos comerciales, montaje y preparación
de la soldadura, habilidades que adquieren nuestros estudiantes durante el curso
de Soldador Subacuático.
Para entender cómo funciona este tipo de trabajo, debemos
comenzar mencionando que existen diferentes tipos de soldadura, las cuales
detallaremos a continuación:
1.- Soldadura
hiperbárica: Esta se realiza se dentro de una cámara sellada sobre la pieza
a trabajar y contiene una mezcla de gas helio y oxígeno a una presión igual o
levemente superior a la absoluta donde se realiza la soldadura. Se utiliza
comúnmente para unir tuberías de aceite en plataformas en alta mar.
Los procesos de soldadura hiperbárica son generalmente el
TIG (Tungsten Inert Gas) y el MMA (Manual Metal Arc o por arco metálico
sostenido).
• Proceso TIG de
soldadura
Se utiliza para realizar la primera pasada. En este proceso,
se mantiene un arco eléctrico entre un electrodo de tungsteno no consumible y
el baño de metal fundido. Se agrega por separado una varilla de alambre.
Mediante un chorro de gases inertes (argón o una mezcla de argón - helio) se
protegen el electrodo, arco y baño de fusión.
• Proceso MMA de
soldadura
Se utiliza un electrodo de acero recubierto del tipo básico
(electrodo de bajo hidrógeno). Este recubrimiento contiene un 30 % de carbonato
de calcio aproximadamente. Se mantiene un arco eléctrico entre el electrodo y
la pieza. En este proceso, el recubrimiento se descompone formando gases CO y
CO2 y escoria de óxido de calcio que cubre el metal fundido.
2.- Soldadura
húmeda subacuática: Se realiza sin ningún cerramiento sobre presionado, en
contacto directo con el agua. El proceso utilizado es el de arco protegido o
"por electrodo". Entre el electrodo metálico (revestido con fundente
y material resistente al agua) y la pieza mediante un arco eléctrico se produce
calor que hace que el gas plasma ionizado conduzca electricidad entre el
electrodo y el material base, dando lugar a una reacción química entre los
componentes del revestimiento fundente, el metal base y el ambiente acuático.
Gracias a estos gases, se mantiene el arco y se protege la soldadura.
Aunque la calidad final es un poco menor que con el método
de soldadura hiperbárica, gracias al menor coste por la utilización de menor
número de dispositivos especiales y a que cuanto mayor es la salinidad del
agua, mayor es la estabilidad de este método, es el principal método utilizado.
3.- Soldadura Seca:
Esta requiere que se elimine el agua que rodea al trabajo, normalmente usando
un compartimiento sobre presionado con atmósfera y presión controladas.
Aplicaciones
Durante años a los procesos de corte y soldadura se les reconocieron mucha utilidad para
determinadas aplicaciones debajo del agua. Su campo de acción incluye operaciones tales como
reflotamientos de buques, reparaciones, construcciones, remoción de maquinaria y accesorios de
buques irrecuperables para transferirlos a otros buques, traslado de masas retorcidas de cascos
hundidos y naufragios para limpiar los puertos y canales de navegación, reparación de muelles y
barcos deteriorados, como así también las construcciones iniciales de estos.
También se ha producido un vigoroso crecimiento en su aplicación en trabajos de estructuras, en la
reparación de barrenos y equipo de producción.
Otras aplicaciones para la soldadura submarina incluyen la reparación y el mantenimiento
de transportes nucleares.
Proceso de ensamble permanente
Los materiales a unir en este tipo de ensamble son todos metales.
Conclusiones: Vemos que este tipo de ensamble permanente en particular no es algo fácil de hacer ya que debes de tener una capacitación y una certificación donde te acredita como buzo profesional para poder resistir las diferentes presiones existentes bajo del agua alrededor de unos 100mts bajo el nivel del mas y aparte de eso poder cumplir con las características del tipo de soldado ya que es primordial de que quede bien sellado el casco de los barcos por que se puede filtrar el agua y esto puede ocasionar por las presiones existentes que el caso se rompa y allá estragos mayores. así que la pregunta seria ¿Fácil de hacer?, no lo creo es un trabajo complejo que solo la gente clasificada en dicho trabajo puede realizar.
Referencias:
https://es.wikipedia.org/wiki/Soldadura_subacu%C3%A1tica#Referencias
https://www.fabricantes-maquinaria-industrial.es/equipos-para-soldadura-subacuatica/
http://cursos.aiu.edu/Procesos%20Industriales/PDF/Tema%204.pdf
https://es.slideshare.net/erikarojasjuan/unidad-4-procesos-de-ensamble
http://www.isi.edu.pa/soldadura-subacu%C3%A1tica-conoce-los-tipos-que-existen.html
Autores: Luis Vergara y Rosario Ayala
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