Estaño (Sn)

Peso atómico = 118

Metalurgia.

El único mineral de estaño que se explota es el bióxido de estaño, la casiterita, que se encuentra en gran cantidad en Inglaterra, en Sajonia y en la India.

Para obtener el estaño se machaca el mineral y se somete a un lavado, luego se criba y se le da un segundo lavado para quitarle los óxidos extraños que, por ser más ligeros, son arrastrados por el agua. El bióxido, ya purificado, se mezcla con carbón de madera y se calienta en un horno de cuba con toberas donde queda reducido por el óxido de carbono. El estaño fundido va a parar a un depósito exterior desde donde se hace pasar a un segundo depósito para separarlo de las escorias. Continuar leyendo “Estaño (Sn)”

Aleaciones de aluminio para colada

Son aquellas aleaciones que se utilizan en fundición de piezas obtenidas mediante colada en moldes de arena (colada en arena), en moldes de acero (colada en coquilla) y mediante inyección.

Las aleaciones de aluminio de colada son propensas a presentar porosidad gaseosa a lo largo del metal solidificado. Este hecho se debe a la gran capacidad que tiene el caldo metálico en absorber hidrógeno de la atmósfera o vapor de agua que pueda existir en el horno. Generalmente, para evitar esta porosidad se utilizan fundentes limpiadores como el BCl3 (tricloruro de boro) o mediante la inyección de nitrógeno en el caldo metálico.

Las aleaciones de aluminio en estado líquido reaccionan con gran facilidad con el oxígeno de la atmósfera formando una capa de óxido en su superficie. Esta capa protege al metal líquido interior de la oxidación.

La familia de aleaciones seleccionadas para la fabricación de la estructura cerrada son las aleaciones AlSi aleadas también con Mg y son las que a continuación se tratan haciendo hincapié en sus propiedades de colabilidad, resistencia mecánica y resistencia a la corrosión. Para la observación de las características de otras aleaciones utilizadas habitualmente como son las AlCu, AlCuS, AlMn véase Anexo A.4.

Aleaciones AlSi. Las aleaciones de aluminio y silicio se utilizan cada vez más por sus excelentes propiedades de moldeo, buena soldabilidad, buena resistencia al desgaste y buena resistencia a la corrosión, incluso en ambiente marinos.

La adición de silicio mejora notablemente la fluidez de la aleación durante la colada. Esto se debe a que el silicio tiene un retículo tipo diamante, no denso, donde cada átomo de silicio en estado sólido ocupa un espacio mucho mayor que en el estado líquido, por lo que al solidificar, la contracción es inferior a la de otras aleaciones y metales. En general, las aleaciones AlSi son las más dúctiles y resistentes al choque que las aleaciones AlCu.

El sistema binario AlSi forma un eutéctico a una temperatura de 577°C y a una composición del 11.7% de Si, donde la microestructura está formada por una matriz de fase a y una dispersión de fase p o silicio.

Al igual que las aleaciones anteriores, la solubilidad del silicio en la matriz de aluminio es máxima a la temperatura del eutéctico. En condiciones de equilibrio la solución sólida de aluminio o fase a tiene un contenido en silicio del 1.3% a 550°C y baja hasta el 0.05% al 0.008% a la temperatura de 250°C

En estas aleaciones, el silicio existente puede aparecer en dos formas. A partir de la precipitación de la solución sólida a o bien a partir de una forma directa durante el proceso de solidificación.

Desde el punto de vista cristalográfico ambos son equivalentes, pero difieren en la forma y distribución. En los procesos de colada, las aleaciones AlSi no suelen alcanzar estructuras totalmente en equilibrio y suele aparecer silicio libre en los lingotes.

Existen otros aleante como el Na y el Fe que se añaden al aluminio fundido para producir la reacción conocida como modificación. La adición de Na evita la cristalización del silicio desplazando el punto eutèctico hacia la derecha (14% de Si) y disminuyendo la temperatura del eutèctico.

Desde el punto de vista microestructural, el Na hace que el silicio cristalice de una forma dispersa y uniforme en vez de finas placas alargadas. La distribución del silicio en pequeños precipitados favorece las propiedades mecánicas de resistencia.

Por ejemplo, si a una aleación Al-12%Cu se añade sodio, la resistencia a la tracción del material moldeado aumenta de 4 a 7 kgf/mm2, y su alargamiento a rotura puede ser casi de el doble. Las principales ventajas de las aleaciones modificadas de AlSi son sus excelentes propiedades de moldeo y propiedades físicas, siendo mejores que las aleaciones AlZn o que la aleación con 8% de Cu. Como desventaja, son aleaciones difíciles de mecanizar debido a la naturaleza abrasiva de las partículas de Si. El hierro es prácticamente insoluble en estas aleaciones y aparece formando un compuesto ternario. Si el contenido en Fe es menor del 0.6%, dicho compuesto aparece como pequeñas agujas o placas en el eutèctico. En mayores proporciones, el aluminio se fragiliza empeorando en gran proporción las propiedades mecánicas.

Las aleaciones AlSi se utilizan preferentemente en las industrias de fundición, debido a su alta fluidez y su reducido coeficiente de expansión tèrmica. Las aleaciones AlSi para forja se utilizan para varillas de material de aportación para la soldadura.

Acciones correctoras en el proceso de soldadura

Eliminación parcial de rechupes y fisuras de contracción.

Las grietas o fisuras por soldadura traen como consecuencia un fallo rápido de la unión cuando la solicitación es dinámica. Tratándose de cargas estáticas, perpendicularmente al plano de la grieta, éstas pueden ser la causa de rotura en solicitaciones por debajo de la tensión admisible calculada.

Las fisuras se originan como consecuencia de obstaculizarse la contracción del material, cuando las tensiones de contracción no se pueden eliminar con la fluencia del material o cuando la modificación en la longitud, en algún dominio de la unión soldada, es mayor que el alargamiento de rotura.
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Tratamientos termicos de la soldadura – 2 Tratamiento térmico integral

Tratamiento térmico integral.Tratamiento en horno

Hay dos (2) tipos de horno:

.- Horno Fijo o Estacionario.

Como su nombre lo indica son hornos fijos, construidos dentro de una planta y los equipos deben ser llevados al mismo e introducidos generalmente con puentes grúas. El piso de estos hornos suele ser móvil para facilitar la carga y descarga. En el caso de hornos antiguos la aislación térmica esta realizada con ladrillos refractarios. En los modernos la aislación es de fibra cerámica, que posee una inercia térmica menor disminuyendo los tiempos de tratamiento y el gasto de combustible. Continuar leyendo “Tratamientos termicos de la soldadura – 2 Tratamiento térmico integral”

Técnicas de depuración para la purga – soldadura

Técnicas de Depuración

Una pregunta común acerca de purga es que caudal  que se debe usar. En realidad, el flujo depende en gran medida el volumen que va ser purgado.

En la práctica, el soldador debe esforzarse para suminstrar el flujo suficiente y asi forzar a que el oxígeno se elimine suavemente,mantener una presión ligeramente mayor en el interior que en el exterior de la cámara de purga. Esta acción evita que el oxígeno vuelva a entrar en la zona de purgado a través de la costura de soldadura durante el proceso y, al mismo tiempo, reduce al mínimo el exceso de turbulencias, que pueden causar inestabilidad en el arco de soldadura. Continuar leyendo “Técnicas de depuración para la purga – soldadura”

¿Por que purgar la soldadura ?

Para la  soldadura de acero inoxidable, titanio y otros materiales resistentes a la corrosión, la creación de un entorno de soldadura perfecta es muy importante, debido a que la resistencia a la corrosión deseada depende de ello. Durante la soldadura, el cordón caliente se expone al aire y se oxida si no está protegido. Esta oxidación o bien debe ser prevenida o tratada más adelante.

El éxito de la soldadura  depende en parte de una combinación de los equipos de depuración y las técnicas, éstas son el foco de este artículo.

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Tratamientos termicos de la soldadura – 1

Hoy hablaremos sobre los tratamientos térmicos en la soldadura, la gran duda que surge cuando estudiamos este tema es la diferencia entre estos tratamientos térmicos y unos de elementos de máquinas.

LosTratamientos termicos de la soldadura 1 tratamientos térmicos de la soldadura se aplican normalmente a equipos de gran tamaño o dificil movilidad, también pueden ser utilizados a equipos en los que sería imposible separarlos fisicamente. Los ejemplos más claros, son los depositos fijos, las tuberias …

Lo más común es el calentamiento del los equipos completos, siempre que el tamaño del equipo lo permita,  utilizaremos un horno destinado para este fin. Normalmente se nos presenta el problema de que no hay hornos que permitan la calefacción de todo el equipo debido a los grandes tamaños que presentan o que este se encuentre alejado del lugar de fabricación y la movilización de este sería demasiado costosa para realizarla.

En estos casos los tratamientos térmicos de soldadura, se realizan en el lugar y al equipo entero,  esto se realiza por ejemplo en los tanques esfericos a los que se los aísla completamente y se los calienta desde la parte interior. También claro está, se pueden realizar tratamientos térmicos de forma localizada, ya sea en cordones de soldadura o en cualquier zona donde sean necesarios.

 

Tratamientos termicos de la soldadura

.- Los aceros soldables tienen un contenido de Carbono limitado a valores de alrededor de 0,2 % con el objeto de limitar la Templabilidad (que implica dureza) de los mismos ya que esta última es inversamente proporcional a la Soldabilidad.

.- Los Aceros Soldables se especifican generalmente con orientación hacia las propiedades mecánicas (Normas ASTM) con una considerable amplitud en la composición Química. Por ejemplo los casos de ASTM 514 y 517 son especificaciones para chapas de alta resistencia y para recipientes a presión respectivamente. Cada una contiene varias composiciones que pueden proveer las Propiedades Mecánicas requeridas.

.- En cambio los Aceros de construcción de máquinas se especifican con límites estrictos de Composición Química (Especificaciones SAE) dejando las propiedades mecánicas libradas a los diferentes Tratamientos Térmicos que el fabricante de la pieza estipule durante el proceso de fabricación. La Composición Química es por lejos el criterio más utilizado para la designación de los Aceros seguido por las Especificaciones basadas en las Propiedades Mecánicas.

.- La mayoría de los Tratamientos Térmicos de Soldadura son Subcríticos y no de Recristalizacion Alotrópica (Austenización) como ocurre en los aceros de construcción de elementos de máquinas (ejes, engranajes, etc.)