Materiales sintéticos.

Muuuuuuuuuuy buenas mis queridos coche adictos ya estamos una semana mas aquí para aprender algo nuevo!!! Esta semana empezaremos con los materiales sintéticos, los cuales utilizamos a diario, es mas me jugaría algo a que tienes alrededor algo fabricado con un material sintético. Bueno dejémonos de habladurías y al tajo hoy vamos a desarrollar los siguientes puntos:

• ¿Qué es un material sintético? (¿Qué es sintetizar materiales?)
• ¿A qué nos referimos cuando hablamos industrialmente de materiales sintéticos?
• Hitos históricos que marcan la vida de los materiales sintéticos.
• Materias primas para la producción de materiales sintéticos. (Origen, obtención…)

Empecemos por lo fundamental, ya que vamos a hablar de materiales sinteticos habra que saber que son:

Los materiales sintéticos son elementos químicos creados artificialmente y cuya existencia no ha sido observada en la naturaleza. Son elementos radiactivos, es decir inestables, con vidas medias cortas en comparación con la edad del planeta. Por lo tanto se desintegraron casi totalmente desde la formación de la Tierra, y no se encuentran en cantidades apreciables salvo por la acción humana, producidos en reactores nucleares o aceleradores de partículas.

Todos estos materiales provienen de sintetizar otro material, lo cual consiste en reducir el material base a polvo para luego comprimirlo en un molde a una determinada presión y calentarlo a una temperatura controlada.

Esto se consigue de la siguiente manera: la fuerza impulsora de la deformación elástica es un parámetro termodinámico llamado entropía, que mide el grado de desorden del sistema. La entroia aumenta al aumentar el desorden. Al aplicar un esfuerzo a un elastómero las cadenas se alargan y alinean: el sistema se ordena. 

A partir de este estado, la entropía aumenta al volver las cadenas a su original enmarañamiento.

Este efecto en trópico origina dos fenómenos. En primer lugar, al aplicar un esfuerzo al elastómero, este aumenta su temperatura; en segundo lugar, el modulo de elasticidad aumenta al incrementar la temperatura, comportamiento contrario al de otros materiales.

Estos materiales se dividen en tres grandes familias industrialmente hablando la de los termoplásticos, la de los termoestables y la de los elastomeros. Todo se basa en las moleculas del material.

Los termoplásticos: Son aquellos materiales sintéticos a los que proporcionandolos calor puedes cambiar su forma inicial, esto es gracias a que sus moleculas son lineales y no se entrelazan entre ellas. En este grupo se pueden ver a:

• polietileno(PE)
• polipropileno (PP)
• polibutileno (PB)
• poliestireno (PS)
• polimetilmetacrilato (PMMA)
• policloruro de vinilo (PVC)
• acrilonitrilo butadieno estireno (ABS)
• politereftalato de etileno (PET)
• teflón (o politetrafluoroetileno, PTFE)
• nailon(un tipo de poliamida)

Los termoestables: Son los materiales sintéticos los cuales una vez dada su forma esta no se puede varias, si les das calor estos no se ablandan como los termoplásticos, sino que estos se queman, esto de debe a que sus moleculas estan entrelazadas formando una malla cerrada. Los mas importantes de esta familia son:

• Baquelita
• Duroplast
• Urea-Formaldehído
• Melamina 
• Resinas insaturadas de poliéster
• Resina epoxi
• Poliuretanos
• Siliconas

Los elastomeros: Son aquellos tipos de compuestos que están incluidos no metales en ellos, que muestran un comportamiento elástico. El término, que proviene de polímero elástico, es a veces intercambiable con el término goma, que es más adecuado para referirse a vulcanizados. En estos las coleculas forman una malla con pocos enlaces. Los mas destacados son:

• Caucho natural (NR)
• Poliisopreno (IR, forma artificial del caucho natural)
• Polibutadieno
• Caucho estireno-butadieno (SBR)
• Caucho butilo (IIR)
• Caucho nitrilo (NBR)
• Neopreno (CR)

Ahora que ya sabemos que son y que tipo hay empecemos a husmear en la historia de estos materiales, sobre todo centrándonos en los acontecimientos mas importantes.

Los materiales sintéticos son ampliamente utilizados y empleados en casi todas las áreas de la vida. El celuloide, que se desarrolló en 1860, fue uno de los primeros materiales sintéticos. Fue creado a través de la modificación química de las moléculas de celulosa que se encuentran en la plantas. Este material fue utilizado para la producción de materias primas de alta calidad, en lugar del marfil.

El impulso de los sintéticos tuvo lugar en 1839 cuando charles Charles Goodyear "desarollo" la vulcanizacion. Se dice que fue descubierto por accidente, al volcar un recipiente de azufre y caucho encima de una estufa. Esta mezcla se endureció y se volvió impermeable, y la que llamó vulcanización. 

En 1889, George Eastman comenzó a utilizar el celuloide como película fotográfica. Sin embargo, la desventaja de este material consistía en que era sumamente inflamable y se decoloraba fácilmente con la luz.

En 1862, Alexander Parkes había fabricado un material duro que podía ser moldeado en formas. El “Parkesin”, fue el primer material semi-sintético. El químico belga Leo Hendrik Baekeland, desarrolló el primer material completamente sintético en 1906, llamado “Baquelita”. Lo destacable de este material era que, cuando se calentaba, se endurecía en lugar de derretirse.

Durante los años 1920 y 1930, se desarrollaron los procesos para la fabricación de materiales sintéticos derivados del petróleo. Rápidamente se obtuvieron materiales con una gran variedad de características, tales como la resistencia térmica, la maleabilidad o la conductividad eléctrica.

El polimetilo metacrilato, introducido en el mercado como “Plexiglás”, es uno de los materiales sintéticos más conocidos inventado en esa época. El politetrafluoroetileno, fabricado por primera vez en 1938, fue vendido bajo el nombre de “Teflón” a partir de 1943.

Para finalizar hablemos de las materias primas que se usan para obtener estos compuestos. Hay dos tipos de materias primas para estos compuestos, se distinguen entre naturales y sintéticas.

• Materias primas naturales: la celulosa, la caseína y la resina. Dentro de dos de estos ejemplos existen otros plásticos de los cuales provienen:

                -Los derivados de la celulosa son: el celuloide, el celofán y el cellón.

                -Los derivados del caucho son: la goma y la ebonita.

• Materias primas sintéticas: Son productos elaborados por el hombre, principalmente derivados del petróleo.

En este vídeo se ve a la perfección el método de obtención de la resina de los arboles: obtención de resina natural

Y bueno mis pequeños coche adictos esto es todo espero que os haya ayudado y resuelto alguna duda, dentro de poco mas y mejor nos vemos pequeños amantes del motor, hasta la próxima.

Taller día 4 de febrero de 2016.

Muy bueenas coche adictos ¿Que tal todos?  en esta entrada vamos a explicar en que consiste la practica realizada el día 4 de febrero.

Ese día en el taller vimos una demostración de nuestro profesor el cual saco un golpe de su propio coche.

El golpe era bastante feo y de difícil acceso pero con la ayuda de unas pinzas de presión hidráulicas consiguió hacer que el golpe fuese hacia afuera.

Con cuidado ayudamos a las pinzas con un tas y un martillo para aliviar lineas de tensión y así hacer que la zona afectada tome forma.

Ha falta de acabar y soldar dos fracturas que se provocaron en el golpe este fue el resultado:

Y esto es to eso es to eso es todo amigos amantes de los coches en la próxima entrada mas!!!

Practica sacar golpe de aleta.

Que tal coche adictos esta entrada va a tratar sobre la practica realizada el pasado jueves 18 de febrero en el cual saque un golpe de una aleta.

Empecemos observando el golpe:

con la ayuda de nuestros amigos tas y martillo empezamos a liberar las zonas de tensión

Ya que el golpe por dentro tenia difícil acceso con el mango del martillo pude hacer algo de palanca para sacar algo el golpe y poco a poco sacarle a tas y martillo.

Poco a poco aliviando tensiones llevamos la aleta a su sitio consiguiendo sacar el golpe y este fue su resultado:

Y esto es todo coche adictos hasta la proximaaaaa.

Introducción a los materiales metalicos

Muy buenas coche adictos, todo bien?  Ya estamos otra semana mas aquí para ampliar nuestros conocimientos sobre este apasionante mundo, los amovibles y fijos no estructurales. Llevamos muchas entradas explicando el mecanizado, la soldadura, etc. pero no hemos explicado los materiales sobre los que se hace todo en si, así que de ellos va a consistir esta entrada, como habréis leído en el titulo hoy vamos a tratar los materiales metálicos.

Los puntos a tratar seran los siguientes:

• Tipos de enlaces químicos (definición, tipos, características generales)
• El enlace metálico (en profundidad);
• Características de los materiales metálicos;
• Metalografía:
  • Estructura microscópica de los metales:
    • Grano;
    • Cristal;
    • Tipos de cristales más habituales;
• Materiales metálicos:
  • Clasificación por densidad e importancia industrial;
• El Acero; (descubrimiento, procedencia mineralógica del hierro, importancia histórica, características, propiedades más significativas, estructuras cristalográficas, colores del acero en función de la temperatura)
• El aluminio; (descubrimiento, procedencia mineralógica, características, propiedades más significativas, estructura cristalográfica).

Vamos al lío, empecemos con los tipos de enlaces quimicos. Para hablar de ellos lo primero es saber que son, un enlace químico es la interacción física responsable de las interacciones entre átomos, moléculas e iones, que tiene una estabilidad en los compuestos diatómicos y poliatómicos.

Una vez que tenemos claro el concepto empecemos con los tipos. Existen muchos tipos de enlaces en la naturaleza pero los tres mas importantes son: enlace iónico, el enlace covalente y el enlace metálico.

• Enlace iónico: un enlace iónico es aquel en el que los elementos involucrados aceptan o pierden electrones (se da entre un catión y un anión) o dicho de otra forma, aquel en el que un elemento más electronegativo atrae a los electrones de otro menos electronegativo. El enlace iónico implica la separación en iones positivos y negativos. Las cargas iónicas suelen estar entre -3e a +3e. 

    Algunas características de este tipo de enlace son:

1. Sus enlaces son muy fuertes (depende fuertemente de la naturaleza de los iones)
2. Son sólidos a temperatura ambiente y poseen una estructura cristalina en el sistema cúbico. (Hay compuestos iónicos que son líquidos a temperatura ambiente denominados "líquidos iónicos" o "Sales Derretidas", con un campo de aplicación gigantesco.)
3. Altos puntos de fusión (entre 300 °C y 1000 °C) y ebullición (Si el enlace tiene un carácter covalente alto, puede ser que estos valores disminuyan abruptamente)
4. Son solubles en agua y otras disoluciones acuosas debido al dipolo eléctrico que presentan las moléculas de agua; capaces de solvatar a los iones, compensando así la energía de red crsitalina. (No todos los compuestos iónicos se pueden solubilizar fácilmente con agua, ya sea por la poca energía de solvatación de los iones o por el carácter covalente del compuesto iónico).
5. Una vez en disolución acuosa son excelentes conductores de electricidad, ya que entonces los iones quedan libres.
6. En estado sólido no conducen la electricidad, ya que los iones ocupan posiciones muy fijas en la red.

• Enlace covalente: Un enlace covalente entre dos átomos se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, compartiendo electrones del último nivel. La diferencia de electronegatividad entre los átomos no es lo suficientemente grande como para que se produzca una unión de tipo iónica. Para que un enlace covalente se genere es necesario que la diferencia de electronegatividad entre átomos sea menor a 1,7.

    Características de moléculas con enlaces covalentes.

1. Bajas temperaturas de fusión y ebullición.
2. En condiciones normales (25°), estas pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas.
3. Son blandos en estado sólido.
4. Son aislantes de corriente eléctrica y calor.
5. Son solubles en agua.

El mas importante para nosotros es el siguiente.

• Enlace metálico: Se llama enlace metálico al tipo de unión que mantiene unidos los átomos de los metales entre sí. Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas. Se trata de redes tridimensionales que adquieren la estructura típica de empaquetamiento compacto de esferas. En este tipo de estructura cada átomo metálico está rodeado por otros doce átomos (seis en el mismo plano, tres por encima y tres por debajo).

     Propiedades del enlace metálico:

• Características de los metales:

1. Suelen ser sólidos a temperatura ambiente, excepto el mercurio, y sus puntos de fusión y ebullición varían notablemente.
2. Las conductividades térmicas y eléctricas son muy elevadas. (Esto se explica por la enorme movilidad de sus electrones de valencia)
3. Presentan brillo metálico.
4. Son dúctiles y maleables. (La enorme movilidad de los electrones de valencia hace que los cationes metálicos puedan moverse sin producir una situación distinta, es decir una rotura)
5. Pueden emitir electrones cuando reciben energía en forma de calor.
6. Para explicar las propiedades características de los metales se ha elaborado un modelo de enlace metálico conocido como modelo de la nube o del mar de electrones:
7. Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo general 1, 2 ó 3.

Estos átomos pierden fácilmente esos electrones (electrones de valencia) y se convierten en iones positivos. Los iones positivos resultantes se ordenan en el espacio formando la red metálica. De este modo todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve.

• Las redes cristalinas

Los elementos metálicos sin combinar forman redes cristalinas con elevado índice de coordinación.
En el enlace metálico, los átomos se transforman en iones y electrones, en lugar de pasar a un átomo adyacente, se desplazan alrededor de muchos átomos. Intuitivamente, la red cristalina metálica puede considerarse formada por una serie de átomos alrededor de los cuales los electrones sueltos forman una nube que mantiene unido al conjunto.
Los átomos de metal pierden los electrones que le sobran, formándose cationes. Se dice que estos electrones se encuentran deslocalizados (no están en un lugar fijo), Formándose redes cristalinas.
La red cristalina de los metales está formada por átomos (red atómica) que ocupan los nudos de la red de forma muy compacta con otros varios.
Hay tres tipos de redes cristalinas: cúbica centrada en las caras, con coordinación doce; cúbica centrada en el cuerpo.
Sin embargo, el número de electrones de valencia de cualquier átomo metálico es pequeño, en todo caso inferior al número de átomos que rodean a un dado.
Los cationes permanecen unidos debido a los electrones que rodean al metal.
En el enlace metálico, los átomos se transforman en iones y electrones, en lugar de pasar a un átomo adyacente, se desplazan alrededor de muchos átomos. La red cristalina metálica puede considerarse formada por una serie de átomos de los cuales los electrones sueltos forman una nube que mantiene unido al conjunto. Los de valencia de los átomos metálicos se liberan y se disponen entre los huecos de los iones positivos a modo de gas electrónico. Se llama Modelo del gas electrónico. Los electrones así distribuidos neutralizan la repulsión entre las cargas positivas. Los átomos se disponen formando redes características.

Ahora que ya hemos explicado los principales tipos de enlaces trataremos las principales características de los materiales metálicos.

Los metales tienen una serie de características que los diferencian de los demás materiales, los no metales. Además de que todos, a excepción del mercurio, son sólidos, la más característica de las propiedades de los metales es su brillo especial, que curiosamente se llama brillo metálico. El brillo es la capacidad de un material para reflejar, absorber o reflectar la luz. Los metales, una vez pulidos, reflejan la mayor parte de la luz que les llega.

Otra característica que cumplen la casi totalidad de los metales es ser buenos conductores eléctricos y mostrar carga eléctrica positiva en los procesos de electrólisis. La estructura electrónica de los átomos metálicos se caracteriza por la existencia de pocos electrones en su capa externa, por lo que se requiere escasa energía para que los pierdan y adopten la estructura estable en forma de cationes. Así muchos son empleados para hacer cables, etc... Además también son buenos conductores del calor.

Los metales son materiales, en general, bastante densos, insolubles en agua y en muchos disolventes, y opacos con un espesor adecuado.

En cuanto a las propiedades metálicas podemos decir que los metales presentan resistencia a la tracción, es decir, que pueden soportar grandes cargas, que se calcula poniendo el material en una cubeta imprimiéndole una fuerza que se aumenta progresivamente y dividiendo la carga máxima de fuerza que se la ha aplicado a la probeta por la sección transversal de la misma.

Los metales son poco duros, así una de las funciones más importantes de las aleaciones es mejorar esta propiedad. La dureza se delimita dejando caer contra una superficie pulida de un metal una bola de acero especial y muy duro (método Brinell) o un diamante piramidal (método Vickers) como ya vimos en una entrada anterior. 

Los metales son muy dúctiles, es decir, que se pueden estirar en forma de hilos; y bastante maleables, podemos estirarlos en láminas sin romperlos. Una de las malas propiedades de los metales es su baja resistencia a la fatiga, o la situación en la que se encuentran algunos metales tras ser expuestos a ciclos de carga de una intensidad menor al crítico de rotura del material.

Entre las características en el carácter químico no se puede establecer una relación común a todos los metales ya que, por ejemplo, en el caso de la oxidación, nos encontramos con una diferencia ostensible tanto en tiempo como en la energía liberada. Existen metales inoxidables como el oro y los hay que tardan menos de un día en oxidar su capa exterior a un milímetro de profundidad como el hierro, el cobalto y el bario.

Tras esto va siendo hora de hablar de la metalografia, donde vamos a hablar de la estructura microscópica de los metales, dentro de la cual abarcaremos el grano y el cristal de los metales.

Empecemos diciendo lo que es la metalografia, esta es la disciplina que estudia microscópicamente las características estructurales de un metal o de una aleación.Es posible determinar el tamaño de grano, forma y distribución de varias fases e inclusiones que tienen gran efecto sobre las propiedades mecánicas del metal. La microestructura revelará el tratamiento mecánico y térmico del metal y, bajo un conjunto de condiciones dadas, podrá predecirse su comportamiento esperado.

Empecemos a hablar del grano de los metales.

Todo compuesto cristalino esta compuesto por grano los cuales estan unidos por enlaces quimicos componiendo el material.

El grano se puede clasificar por tamaño.El tamaño de grano tiene un notable efecto en las propiedades mecánicas del metal. Los efectos del crecimiento de grano provocados por el tratamiento térmico son fácilmente predecibles. La temperatura, los elementos aleantes y el tiempo de impregnación térmica afectan el tamaño del grano. 

En metales, por lo general, es preferible un tamaño de grano pequeño que uno grande. Los metales de grano pequeño tienen mayor resistencia a la tracción, mayor dureza y se distorsionan menos durante el temple, así como también son menos susceptibles al agrietamiento. El grano fino es mejor para herramientas y dados. Sin embargo, en los aceros el grano grueso incrementa la endurecibilidad, la cual es deseable a menudo para la carburización y también para el acero que se someterá a largos procesos de trabajo en frío.

Todos los metales experimentan crecimiento de grano a altas temperaturas. Sin embargo, existen algunos aceros que pueden alcanzar temperaturas relativamente altas (alrededor de 1800 F o 982 C) con muy poco crecimiento de grano, pero conforme aumenta la temperatura, existe un rápido crecimiento de grano. Estos aceros se conocen como aceros de grano fino. En un mismo acero puede producirse una gama amplia de tamaños de grano.

Existen diversos métodos para determinar el tamaño de grano, como se ven en un microscopio. El método que se explica aquí es el que utiliza con frecuencia los fabricantes. El tamaño de grano se determina por medio de la cuenta de los granos en cada pulgada cuadrada bajo un aumento de 100X. El tamaño de grano especificado es por lo general, el tamaño de grano austenítico. Un acero que se temple apropiadamente debe exhibir un grano fino.

La particularidad fundamental de la constitución de los metales es la distribución perfectamente organizada de sus átomos, característica de todos los cuerpos cristalinos.

La estructura cristalina es la causa a la cual deben los metales una serie de sus propiedades, ausentes en los cuerpos amorfos.

En un metal siempre se puede destacar un conjunto mínimo de átomos (cristal elemental), cuya distribución en el espacio es semejante y se repite reiteradas veces. El enlace de tales conjuntos de átomos forma la red cristalina o cristal, constituida por cristales elementales.

La mayoría de los metales tienen cristales elementales como: cúbico espacial centrado, cúbico centrado en las caras y hexagonal compacto.

• BCC, red cubica centrada en el cuerpo: Es la estructura en la cual 8 átomos forman los vértices de un cubo y otro el centro del mismo. Se da en todos los metales alcalinos y los metales bario, radio, vanadio, niobio, tantalio, cromo, molibdeno, wolframio y el hierro en el estado alfa (estable a temperaturas ordinarias y hasta 912 °C ). 

• FCC, red cubica centrada en las caras o cubica compacta:Este tipo de celda unidad se caracteriza porque los átomos se encuentran localizados en cada uno de los vértices del cubo y uno en el centro de cada una de las caras del cubo.Esta estructura es la del calcio, el estroncio y el bario.

• HCP, red hexagonal compacta:En la estructura hexagonal compacta los átomos ocupan los vértices de un prisma hexagonal regular, los centros de las bases y los centros de los triángulos alternos en que puede descomponerse la sección intermedia del prisma. los metales mas característicos con esta estructura cristalina son Be, Mg, Sc, Ti, Co, Zn, Y, Zr, Ru, Cd, La, Hf, Re, Os y Tl.

Tras esto explicare eñ proceso de cristalización.En los metales y aleaciones líquidas, calentados considerablemente por encima de su punto de fusión, los átomos se agrupan a azar, de modo irregular y son portadores de elevada energía y movimiento. A medida que el líquido se enfría y se acerca al punto de solidificación, la energía de algunos átomos puede haber disminuido y con ello su movilidad dentro de la masa, de tal forma que pueden ocupar, respecto a los otros, una posición más orientada, lo que se asemeja a su disposición en el metal sólido.

Una vez alcanzada la temperatura de solidificación, estos grupos aislados de átomos pueden haber quedado ya orientados y enlazados como el cristal elemental, adquiriendo una estructura rígida de orientación los unos respecto a los otros. Los átomos vecinos pueden, una vez perdida la energía térmica necesaria, irse agregando al cristal elemental formado, formando nuevos cristales elementales unidos y comenzar dentro de la masa líquida a formar redes cristalinas en crecimiento. Estos cristales en crecimiento, cuando alcanzan cierto tamaño se convierten en núcleos de cristalización, y a su alrededor comienza a tejerse la red cristalina, a medida que más y más átomos van perdiendo energía con el enfriamiento.

Como la formación de los núcleos de cristalización puede comenzar indistintamente en cualquier parte de la masa líquida, los cristales pueden comenzar a crecer en múltiples lugares simultáneamente.

En el proceso de cristalización, mientras que el líquido circunde al cristal ya formado y creciente, este va manteniendo una forma relativamente correcta, los átomos vecinos se van enlazando en la posición adecuada y la red cristalina se incrementa manteniendo su geometría. Sin embargo, debido a que la transferencia de calor del material fundido puede ser diferente en diferentes direcciones; por ejemplo, mayor hacia las paredes de molde o recipiente, la red cristalina pueden ir creciendo en unas direcciónes mas que en otras por lo que los cristales van adquiriendo una forma alargada y se constituyen en los llamados ejes de cristalización.

A partir de los primeros ejes, en direcciones perpendiculares tiene lugar el crecimiento de nuevos ejes. A partir de estos nuevos ejes, también en direcciones perpendiculares, crecen otros ejes, que por su parte dan lugar a otros etc. Las ramas formadas van creciendo en dirección de su engrosamiento y multiplicación progresivos, lo que conduce a la interpenetración y formación del cuerpo sólido.

Este tipo de cristalización, que recuerda a un cuerpo ramificado, se conoce como dendrítico, y el cristal formado dendrita.

En el transcurso de su crecimiento dentro de la masa líquida, los cristales empiezan a entrar en contacto, lo que impide la formación de cristales geométricamente correctos, por consiguiente, después de la solidificación completa, la forma exterior de los cristales formados adquiere un carácter casual. Tales cristales se denominan granos y los cuerpos metálicos, compuestos de un gran número de granos, se denominan policristalinos.

Los tamaños de los granos dependen de la velocidad con que se forman y crecen los núcleos.

Tanto la velocidad de formación de los núcleos como la velocidad de su crecimiento depende en gran grado de la velocidad de enfriamiento y de la temperatura de sobrefusión.

A mayor sobrefusión, mayor posibilidad de que se produzcan las condiciones, en diferentes zonas del líquido, para el surgimiento de los núcleos de cristalización.

Un enfriamiento rápido conduce a la formación de muchos núcleos y con ello a un tamaño del grano menor que con lento enfriamiento.

De esta característica se desprende que si se pudiera lograr un enfriamiento lo suficientemente lento, la masa del metal pudiera estar formada por un pequeño grupo de granos casi geométricamente perfectos. Estas condiciones fueron posibles probablemente en el lento enfriamiento de las rocas en la corteza terrestre, y por tal motivo, en ocasiones, pueden encontrarse en la naturaleza grandes cristales de exacta geometría entre las rocas.

Tras esto vamos a por la recta final, ya solo quedan los materiales metálicos, los cuales clasificaremos por densidad e importancia industrial.

Clasificación por densidad: la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia, normalmente se simboliza mediante la letra ρ, la densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

La clasificación de los metales según densidad la adjunto a continuación en la siguiente tabla mostrando desde el menos denso hasta el mas denso.

Dependiendo de las densidades, los metales se usaran para una cosa u otra industrialmente, el aluminio ya que tiene una gran resistencia y una baja densidad es ideal para piezas que necesiten soportar una gran carga y no pesen, en estas aplicaciones también se podría usar el magnesio pero las piezas saldrían mas caras. Ademas el aluminio por su composición molecular es un gran conductos y se utiliza en los cables de alta tensión.

El cobre ya que es un gran conductor se utiliza para el cableado eléctrico.

El wolframio se utiliza para fabricar filamentos de bombilla, ánodos de rayos x y muchas cosas mas.

La plata sobre todo es utilizada para joyas y sistemas eléctricos para soldaduras.

Estos son los principales usos de algunos de los metales conocidos mas usados industrialmente.

Finalmente para acabar esta entrada explicaremos los dos metales que mas usaremos a lo largo del curso, los cuales son el acero y el aluminio.

El acero: 

Empecemos por conocer un poco su historia:

Se desconoce la fecha exacta en que se descubrió la técnica para obtener hierro a partir de la fusión de minerales. Sin embargo, los primeros restos arqueológicos de utensilios de hierro datan del 3000 a. C. y fueron descubiertos en Egipto, aunque hay vestigios de adornos anteriores. Algunos de los primeros aceros provienen del este de África, cerca de 1400 a. CDurante la dinastía Han de China se produjo acero al derretir hierro forjado con hierro fundido, en torno al siglo I a. C. También adoptaron los métodos de producción para la creación de acero wootz, un proceso surgido en India y en Sri Lanka desde aproximadamente el año 300 a. C. y exportado a China hacia el siglo V. Este temprano método utilizaba un horno de viento, soplado por los monzones.

El hierro para uso industrial fue descubierto hacia el año 1500 a. C., en Medzamor y el monte Ararat, en Armenia. La tecnología del hierro se mantuvo mucho tiempo en secreto, difundiéndose extensamente hacia el año 1200 a. C.

En 1856, Henry Bessemer, desarrolló un método para producir acero en grandes cantidades, pero dado que solo podía emplearse hierro que contuviese fósforo y azufre en pequeñas proporciones, fue dejado de lado. Al año siguiente, Carl Wilhelm Siemens creó otro, el procedimiento Martin-Siemens, en el que se producía acero a partir de la descarburación de la fundición de hierro dulce y óxido de hierro como producto del calentamiento con aceite, gas de coque, o una mezcla este último con gas de alto horno. Este método también quedó en desuso.

Aunque en 1878 Siemens también fue el primero en emplear electricidad para calentar los hornos de acero, el uso de hornos de arco eléctricos para la producción comercial comenzó en 1902 por Paul Héroult, quien fue uno de los inventores del método moderno para fundir aluminio.

Actualmente, el proceso de fabricación del acero, se completa mediante la llamada metalurgia secundaria. En esta etapa, se otorgan al acero líquido las propiedades químicas, temperatura, contenido de gases, nivel de inclusiones e impurezas deseados. La unidad más común de metalurgia secundaria es el horno cuchara. El acero, aquí producido, está listo para ser posteriormente colado, en forma convencional o en colada continua.

El acero es una aleación compuesta por hierro y carbono, así que aprovechare para explicar un poco el hierro.

El hierro es el metal de transición más abundante en la corteza terrestre, Es el principal metal que compone el núcleo de la Tierra hasta con un 70 %.Se encuentra formando parte de numerosos minerales, entre los que destacan la hematites, la magnetita, la pirita y muchos mas.

Se puede obtener hierro a partir de los óxidos con más o menos impurezas. Muchos de los minerales de hierro son óxidos, y los que no, se pueden oxidar para obtener los correspondientes óxidos.

La reducción de los óxidos para obtener hierro se lleva a cabo en un horno denominado comúnmente alto horno. En él se añaden los minerales de hierro en presencia de coque y carbonato de calcio, CaCO3, que actúa como escorificante.

Tras este pequeño inciso sigamos con el acero, sigamos con las características mas importantes.

• Su densidad media es de 7850 kg/m³.
• El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1375 °C, y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes. (excepto las aleaciones eutécticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido funde a 1650 °C.
• Su punto de ebullición es de alrededor de 3000 °C.
• Es un material muy tenaz.
• Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.
• Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata.
• Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.
• La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles.
• Se puede soldar con facilidad.
• La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. 
• Posee una alta conductividad eléctrica.

Ademas dependiendo de su temperatura y su proporción entre el hierro y el carbono el acero cambia su composición cristalina la cual se ve claramente en el diagrama antes nombrado de hierro-carbono.

Así se vieran a microscopio los tipos de acero :

El acero a medida que se va calentando va cambiando de color, pasando por una escala de rojos, naranjas y amarillos, como veremos en esta escala:

Ya finalmente hablaremos del aluminio, si lo se esta siendo una entrada un poco larga pero es lo que tocaba hoy.

El aluminio:

El aluminio se utilizaba en la antigüedad clásica en tintorería y medicina bajo la forma de una sal doble, conocida como alumbre y que se sigue usando hoy en día. En el siglo XIX, con el desarrollo de la física y la química, se identificó el elemento En el año 1825, el físico danés Hans Christian Ørsted, descubridor del electromagnetismo, logró aislar por electrólisis unas primeras muestras, bastante impuras. El aislamiento total fue conseguido dos años después por Friedrich Wöhler.

La extracción del aluminio a partir de las rocas que lo contenían se reveló como una tarea ardua. A mediados de siglo, podían producirse pequeñas cantidades, reduciendo con sodio un cloruro mixto de aluminio y sodio, gracias a que el sodio era más electropositivo. Durante el siglo XIX, la producción era tan costosa que el aluminio llegó a considerarse un material exótico, de precio exorbitado, y tan preciado o más que la plata o el oro. Durante la Exposición Universal de 1855 se expusieron unas barras de aluminio junto a las joyas de la corona de Francia. El mismo emperador Napoleón III había pedido una vajilla de aluminio para agasajar a sus invitados. De aluminio se hizo también el vértice del Monumento a Washington, a un precio que rondaba en 1884 el de la plata.

En el año 1889, Karl Bayer patentó un procedimiento para extraer la alúmina u óxido de aluminio a partir de la bauxita, la roca natural. Poco antes, en 1886, el francés Paul Héroult y el norteamericano Charles Martin Hall habían patentado de forma independiente y con poca diferencia de fechas un proceso de extracción, conocido hoy como proceso Hall-Héroult. Con estas nuevas técnicas se incrementó vertiginosamente la producción de aluminio. Si en 1882, la producción anual alcanzaba apenas las 2 toneladas, en 1900 alcanzó las 6700 toneladas, en 1939 las 700 000 toneladas, 2 000 000 en 1943, y en aumento desde entonces, llegando a convertirse en el metal no férreo más producido en la actualidad.

La abundancia conseguida produjo una caída del precio y que perdiese la vitola de metal preciado para convertirse en metal común. Hoy en día las líneas generales del proceso de extracción se mantienen, aunque se recicla de manera general desde 1960, por motivos medioambientales pero también económicos, ya que la recuperación del metal a partir de la chatarra cuesta un 5 % de la energía de extracción a partir de la roca.

Como acabo de decir casi todo el Aluminio se obtiene de un mineral denominado Bauxita que se presenta exógeno en sus yacimientos, arcilla cuyo contenido metálico es de más del 40%. La Bauxita es una mena residual, producida por la meteorización de las rocas ígneas en condiciones geomorfológicas favorables. el aluminio en si no se encuentra en la corteza terrestre.

En el aluminio se pueden distinguir tres tipos de características físicas, mecánicas y químicas.

• Características físicas:

El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza, solo aventajado por el oxígeno. Se trata de un metal ligero, con una densidad de 2700 kg/m³, y con un bajo punto de fusión (660 °C). Su color es blanco y refleja bien la radiación electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre 35 y 38 m/(Ω mm²)) y térmico (80 a 230 W/(m·K)).

• Características mecánicas:

Es un material blando (escala de Mohs: 2-3-4) y maleable. En estado puro tiene un límite de resistencia en tracción de 160-200 N/mm² (160-200 MPa). Todo ello le hace adecuado para la fabricación de cables eléctricos y láminas delgadas, pero no como elemento estructural. Para mejorar estas propiedades se alea con otros metales, lo que permite realizar sobre él operaciones de fundición y forja, así como la extrusión del material. También de esta forma se utiliza como soldadura.

• Características químicas:

La capa de valencia del aluminio está poblada por tres electrones, por lo que su estado normal de oxidación es III. Esto hace que reaccione con el oxígeno de la atmósfera formando con rapidez una fina capa gris mate de alúmina Al2O3, que recubre el material, aislándolo de ulteriores corrosiones. Esta capa puede disolverse con ácido cítrico. A pesar de ello es tan estable que se usa con frecuencia para extraer otros metales de sus óxidos. Por lo demás, el aluminio se disuelve en ácidos y bases. Reacciona con facilidad con el ácido clorhídrico y el hidróxido sódico.

Las principales propiedades del aluminio son las siguientes:

• El estado del aluminio en su forma natural es sólido.
• El aluminio es un elmento químico de aspecto plateado y pertenece al grupo de los metales del bloque p.
• El número atómico del aluminio es 13. 
• El símbolo químico del aluminio es Al. 
• El punto de fusión del aluminio es de 933,47 grados Kelvin o de 661,32 grados celsius o grados centígrados. 
• El punto de ebullición del aluminio es de 2792 grados Kelvin o de 2519,85 grados celsius o grados centígrados.

Y ahora si que si acabamos hablando de de las propiedades cristalinas de este metal:

Al igual que otros metales pulverizados, el polvo de aluminio arde con flama para dar una nube de polvo de oxido de aluminio:

4 Al(s) + 3 O2 (g) --> 2 Al2O3 (s)

y el aluminio arde de forma muy exotérmica con los halogenos, como el dicloro, por ejemplo:

2 Al(s) + 2 Cl2(g) --> 2 AlCl3 (s)

El aluminio como el berilio, es un metal anfotero que reacciona tanto con acidos como con bases:

2 Al (s) + 6 H+ (ac) --> 2 Al+3 (ac) + 3 H2 (g)

2 Al (s) + 2 OH- (ac) + 6 H2O (l) --> 2 [ Al(OH)4 ]- (ac) + 3 H2 (g)

En solución acuosa el ion aluminio esta presente como hexacualuminio, [ Al(OH2)6]3+ , pero sufre una reacción de hidrólisis para dar una solucion del ion hidroxopentacuoaluminio, [Al(OH2)5(OH)]2+, y el ion hidronio, y después el ion dihidroxotetracuoaluminio:

[ Al(OH2)6]3+ + H2O (l) <--> Al(OH2)5(OH)]2+ (ac) + H3O+ (ac)

Al(OH2)5(OH)]2+ (ac) + H2O (l) <--> Al(OH2)4(OH)2]+ (ac) + H3O+ (ac)

Por tanto las soluciones de sales de aluminio son ácidas, con casi la misma constante de ionizacion del ácido acético. La mezcla que contienen los antitranspirantes y que se conoce comúnmente como hidrato de aluminio es, de hecho, una mezcla de las sales de cloruro de estos dos iones hidroxilados. El ion aluminio de estos compuestos es la especie que constriñe los poros de la superficie de la piel.

Cuando se agrega el ion hidroxido al ion aluminio primero se obtiene un precipitado gelatinoso de hidroxido de aluminio, pero este producto reacciona posteriormente en un exceso de ion hidroxido para dar el ion aluminato:

[ Al(OH2)6]3+ (ac) ----> Al(OH)3 (s) ----> [ Al(OH)4 ]- (ac)

OH                      OH

En consecuencia, el aluminio el soluble a pH bajo y alto pero insoluble en condiciones neutras. El hidroxido de aluminio se utiliza en varias formulaciones de antiacidos. Al igual que otros antiacidos, este compuesto es una base insolubleque neutraliza el exceso de acido estomacal:

Al(OH)3 (s) + 3 H+ (ac) --> Al3+ (ac) + 3 H2O (l)

El aluminio es muy reactivo, debido a su elevado potencial de reducción estándar. Entonces, ¿ Porque usar tan cotidianamente este material tan reactivo, en lugar de quedar confinado en un laboratorio?

La respuesta a esta pregunta esta en su reacción con el oxigeno, cualquier superficie metálica reacciona rápidamente con el oxigeno para formar,oxido de aluminio Al2O3 . Una capa impermeable de oxido de aluminio de unos 10-4 10-6 mm de grosor, protege las capas de átomos de aluminio subyacentes. Esto sucede porque el ion oxigeno tiene un radio ionico similar al átomo de aluminio metálico. Esto hace que no varié su estructura ya que los pequeños iones aluminio encajan en los huecos intersticiales del oxido.

Los productos de aluminio se "anodizan" con el fin de aumentar su resistencia a la corrosión.

Bueno chicos y esta entrada ya se acabo, espero que os ayude y hayáis aprendido algo, la próxima entrada esta al caer y esta vez sera de los materiales sintéticos. Bueno coche adictos un fuerte abrazo y asta la próxima.

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Soldadura por puntos de resistencia.

Muy buenas coche adictos, ya estamos aquí ootra vez mas para aprender algo nuevo!!!! Y esta semana es la soldadura por puntos de resistencia. Los puntos a desarrollar son los siguientes:

• Soldadura por puntos de resistencia;
• Procedimiento de soldeo por puntos de resistencia;
• Soldeo por puntos de resistencia a una cara;
• El equipo de soldadura por puntos de resistencia MULTIFUNCIÓN;
• Tratamiento térmico de las deformaciones concentradas;
• Tratamiento térmico de las deformaciones extendidas;
• Uso del equipo multifunción para la extracción de golpes:
• Soldeo de roscas, setas y otros elementos de fijación de amovibles.

Empecemos:

La soldadura por puntos es un método de soldadura por resistencia que se basa en presión y temperatura, en el que se calienta una parte de las piezas a soldar por corriente eléctrica a temperaturas próximas a la fusión y se ejerce una presión entre las mismas. Generalmente se destina a la soldadura de chapas o láminas metálicas, aplicable normalmente entre 0,5mm y 3mm de espesor.

El soldeo por puntos es el más difícil y complicado de los procedimientos de soldadura por resistencia. Los materiales bases se deben disponer solapados entre electrodos, que se encargan de aplicar secuencialmente la presión y la corriente correspondiente al ciclo produciendo uno o varios puntos de soldadura.

Ahora que sabemos lo que es este tipo de soldadura vamos a explicar el proceso de soldeo por este metodo. 

Lo primero que se a de hacer es saber que util de la maquina se va a utilizar para soldar, el grosor de las chapas que se van a soldar y el tiempo que se necesita para que estas queden bien unidas.

Ya con la maquina regulada hay que poner los electrodos a la distancia idónea para no machacar la chapa al activar la maquina, y que llegue a tocar las chapas.

Para ello cogeremos las chapas a soldar y las pondremos dentro de la pinza mientras este abierta, muy importante que los electrodos no estén prietos para poder regularles. 

Una vez puestas las chapas en el centro accionamos la pinza, la cual se cerrara sola gracias a un mecanismo de aire a presión, y se moverán los electrodos.

A continuación apretamos un electrodo de manera que se quede fija y el otro que aun se mueva pero con mas dificultad y repetimos la acción de accionar la pinza, el electrodo que aun se mueve se moverá de nuevo pero esta vez lo justo para ajustarse a la perfección. 

Tras esto apretamos bien el electrodo que aun se movía y ya esta lista la maquina para soldar, Aunque es recomendable para asegurarse que esta bien graduada coger un par de chapas las cuales no se vallan a utilizar y probar a soldarlas. Si la maquina esta bien regulada la soldadura al tirar de las chapas se quedara unida, y la chapa mas dedil se rajara.

Es muy importante saber también que la separación entre puntos de soldadura debe ser de un mínimo de 30mm entre ellos y de 10mm con el borde.

Una vez realizada la soldadura debemos observar si se ha efectuado de la forma correcta y si el punto obtenido es de buena calidad. Como podemos observar en la imagen superior, hay puntos que no se realizar de la forma adecuada, lo que provoca que no tengan la resistencia esperada.

• Si hay salpicadura y marcas en la chapa, se puede deber a un excesivo apriete. Esto suele suceder cuándo no se calibra bien la distancia de los electrodos.
• Si el punto a penetrado mucho y a causado proyecciones, el punto es erróneo. Podría deberse a una intensidad demasiado elevada.
• Si el tiempo en el que los electrodos van hacia la pieza es demasiado elevado, la pieza se calienta demasiado o el punto no penetra lo suficiente.

Vamos a seguir a continuación explicando la soldadura de puntos a una cara:

La soldadura por punto de resistencia a una cara, consiste básicamente en lo explicado hasta ahora, pero en vez de usar dos electrodos solo usaremos uno al cual aplicaremos con nuestro cuerpo fuerza, no una fuerza aplicada por aire comprimido. A su vez para sustituir al otro electrodo en lo que conducir la corriente se refiere hay que poner una pinza con la cual haremos masa.

A continuación explicaremos el equipo de soldadura por puntos de resistencia Multifunción:

El equipo multifunción es un equipo con el cual se pueden realizar distintos trabajos con soldadura pòr puntos de resistencia, solo con cambiar el cabezal se podrá realizar un trabajo u otro.

Este equipo nos permite realizar las soldaduras por puntos de resistencia  a una cara y a dos, ademas de soldar elementos donde luego se podrán amarrar desmontables y poder sacar un golpe soldando una tuerca atada a un martillo de inercia.

Esta maquina hay que conectarla a la corriente por un conector especial parecido al trifasico, ademas también lleva un sistema neumático.

Esta maquina imparte una gran cantidad de calor a las piezas por lo que unas de las utilidades de esta son:

• Tratamiento térmico de las deformaciones concentradas:

Se emplea para devolver un material a su forma original mediante la aplicación de calor cuándo haya sufrido un recogido.

Al aplicar calor en el punto que concentra más tensión se va liberando dicha tensión, lo que nos permite ir moldeando la deformación hasta conseguir que la pieza vuelva a su forma original aunque haya vuelto a sus forma inicial las características del material serán distintas a las de origen.

• Tratamiento térmico de las deformaciones extendidas:

Si un material ha sufrido un estiramiento , podemos liberar tensión mediante calor gracias a este equipo, con el objetivo de devolver la pieza a su forma original.

Se aplicará de forma similar al apartado anterior, pero por la parte externa del hundimiento.

• ·Extracción de golpes mediante el equipo multifunción:

Para sacar un golpe con un equipo multifunción lo mas cómodo es coger un adaptador que consiste en una tuerca triangular, la cual se suelda una de las puntas. A ella va amarrada un martillo de inercia, no es conveniente dar mas de dos golpes en el mismo punto ya que podrías rajar la chapa y ser peor el remedio que la enfermedad. Si al segundo golpe no sale nada hay que girar un cuarto de vuelta hacia cada lado de la tuerca hasta partir la soldadura, hay que repetir varias veces la acción en distintos puntos del golpe, para así sacarle por completo.

El equipo multifunción ademas como antes e dicho se puede usar para soldar útiles de ensamblaje para elementos amovibles, como roscas, setas, etc. etc.

Todos estos son los elementos de fijación que podemos encontrarnos para un equipo multifunción. todos estos se sueldan al chasis por soldadura de puntos de resistencia, los cuales sirven para amarrar partes amovibles del coche al chasis.

Bueno y con esto hemos acabado con la entrada de esta semana. Espero que os haya ayudado y os sirva. La semana que viene volveré con mas  y mejor información. Haaasta la próxima coche adictos y recordad para la gente fina trasera y gasolina.

Preparar plantilla para soldar.

Que tal coche adictos?? esta entrada explicare en que consistió la practica en la cual prepare la plantilla de soldadura.

De una plancha de acero de 3 mm de grosor trazaremos y a continuación cortaremos una cacho de 200 mm de ancho por 300 mm de largo.

Una vez cortada la pieza quedara una pequeña plancha igual que esta:

A continuación, trazaremos lineas horizontalmente y verticalmente a una distancia de 20 mm de separación de forma paralela, de esta manera hallaremos cuadrados de 20x20.

Ahora que tenemos los cuadros hechos, en cada intersección de las lineas con la ayuda de un granete hacemos una marca, la cual a la hora de soldar iremos tapando y nos servirán de guía para soldar cordones mas o menos rectos.

Ya para finalizar numeraremos con un marcador las lineas de soldadura, y ya esta lista para soldar y empezar a tirar hilos con el electrodo, los cuales haremos de 200mm siguiendo los puntos marcados.

y esto es todo coche adictos espero que os haya gustado la explicacion saludos y haasta la proxima.

El equipo de OXI-GAS

Que tal coche adictos? Como llevamos la cuesta de enero?? dura? no sera para tanto. Ya he vuelto con las pilas algo mas cargadas y dispuesto a darlo todo en este apasionado mundo. ¿Cual sera el tema con el que empezaremos el año?. Pues el tema de la primera entrada del 2016 va a ser el equipo de oxi-gas. Vamos a ver los siguientes puntos:

• Equipo de Oxi-gas: Componentes (descripción)
• Comburente
• Combustibles (distintos posibles, origen, embotellado, identificación…)
• Sistemas de regulación de gases
• Tipos de antorcha, boquillas, tamaños, tabla de regulación de caudales según boquilla…
• Procedimiento de encendido
• Regulación de llama (tipos de llama, usos de los distintos tipos de llama)
• Procedimiento de apagado.
• Medidas de protección y seguridad a cumplir en su manejo.

Vamos al lio.

El equipo de Oxi-gas esta compuesto por un conjunto de botellas especificas y con sus medidas de seguridad y manómetros , una de oxigeno y otra de combustible, ademas de las botellas contiene una antorcha o soplete por el cual sale la mezcla de comburente y combustible.

Ambas botellas tienen una llave de paso la cual corta o abre el paso de los gases al circuito, ademas de un manómetro de baja presión y uno de alta presión, los cuales te señalan la presión con el cual el gas esta y sale de la botella, estos ademas están acompañados de una llave de corte que actúa como la llave de paso, deja o corta el paso de los gases pero en este caso a las mangueras que se dirigen a la antorcha. Como medida de seguridad tienen después de la llave de corte una válvula anti-retroceso la cual hace que el gas inflamado no retroceda e inflame las botellas haciéndolas estallar.

A continuación el gas pasa por un par de mangueras flexibles, las cuales en la conexión con el soplete contienen otra válvula anti-retroceso. Estas dos mangueras se unen en el soplete, donde tanto el comburente como el combustible se juntan y salen por la boquilla, la cual, esta en la punta del soplete y se puede cambiar dependiendo de nuestras necesidades.

Teniendo comburente y combustible juntos ya solo nos queda para encender el equipo un detonante, el cual puede ser un mechero mismo o un encendedor de chispa.

El comburente: El comburente basico es el oxigeno, todos los comburentes existentes tiene como base el oxigeno, este es uno de los pilares fundamentales del triangulo de fuego. El oxigeno se suministra en botellones cargados con 150 atm. de presión, los botellones se caracterizan por ser de color azul.

El combustible: En las soldaduras por gas el oxígeno actúa como comburente, mientras como combustible se pueden emplear varios gases (propano, butano, acetileno…) en función del tipo de aplicación.

En general, el tipo de gas que se emplee como combustible debe reunir una serie de propiedades, tales como que alcance una temperatura elevada de llama, que posea un poder calorífico elevado, y que presente una mínima reacción química entre la llama y el metal base.

A continuación se incluye una tabla con los distintos gases que se pueden emplear como combustible y su rango de aplicación:

Tipo de Gas	Volumen O2	Temperatura de Llama	Aplicaciones
Hidrógeno	1/2	2.550 ºC	Precalentamiento
Gas Natural	2	2.720 ºC	Corte y Precalentamiento
Propano	5	2.910 ºC	Corte y Precalentamiento
Butano	6.5	2.910 ºC	Corte y Precalentamiento
Acetileno	1.3	3.110 ºC	Soldadura y Corte
	2.5	3.000 ºC	Soldadura y Corte

A la hora de distinguirles las botellas tienen distintos colores las cuales se expresan en la siguiente tabla:

Expliquemos uno a uno los cinco mas importantes de forma individual:

• Hidrogeno: El hidrógeno es el elemento químico más abundante, constituyendo aproximadamente el 75 % de la materia visible del universo. En su secuencia principal, las estrellas están compuestas principalmente por hidrógeno en estado de plasma. El hidrógeno elemental es relativamente raro en la Tierra y es producido industrialmente a partir de hidrocarburos como, por ejemplo, el metano. El hidrógeno puede obtenerse a partir del agua por un proceso de electrólisis, pero resulta un método mucho más caro que la obtención a partir del gas natural.

• Gas natural: Constituye una importante fuente de energía fósil liberada por su combustión. Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos ligeros que se extrae, bien sea de yacimientos independientes (gas libre), o junto a yacimientos petrolíferos o de carbón (gas asociado a otros hidrocarburos gases y líquidos peligrosos).

• Propano: Pertenece a los hidrocarburos alifáticos con enlaces simples de carbono, conocidos como alcanos. Su fórmula química es C3H8. Las mezclas de propano con el aire pueden ser explosivas con concentraciones del 1,8 al 9,3 % Vol de propano. La llama del propano, al igual que la de los demás gases combustibles, debe de ser completamente azul; cualquier parte amarillenta, anaranjada o rojiza de la misma, denota una mala combustión. A temperatura ambiente, es inerte frente a la mayor parte de los reactivos aunque reacciona por ejemplo con el bromo en presencia de luz. En elevadas concentraciones el propano tiene propiedades narcotizantes. Las mezclas de propano con el aire pueden ser explosivas con concentraciones del 1,8 al 9,3 % Vol de propano. La llama del propano, al igual que la de los demás gases combustibles, debe de ser completamente azul; cualquier parte amarillenta, anaranjada o rojiza de la misma, denota una mala combustión. A temperatura ambiente, es inerte frente a la mayor parte de los reactivos aunque reacciona por ejemplo con el bromo en presencia de luz. En elevadas concentraciones el propano tiene propiedades narcotizantes.El principal uso del propano es el aprovechamiento energético como combustible.Además se utiliza como gas refrigerante (R290) o como gas propulsor en aerosoles.

• Butano: Es un hidrocarburo saturado, parafínico o alifático, inflamable, gaseoso que se licúa a presión atmosférica a -0,5 °C, formado por cuatro átomos de carbono y por diez de hidrógeno, cuya fórmula química es C4H10. Como es un gas incoloro e inodoro, en su elaboración se le añade un odorizante (generalmente un mercaptano) que le confiere olor desagradable. Esto le permite ser detectado en una fuga, porque es altamente volátil y puede provocar una explosión.El butano comercial es un gas licuado, obtenido por destilación del petróleo, compuesto principalmente por butano normal (60%), propano (9%), isobutano (30%) y etano (1%).

• Acetileno:En petroquímica se obtiene el acetileno por el enfriamiento rápido de una llama de gas natural o de fracciones volátiles del petróleo con aceites de elevado punto de ebullición. El gas es utilizado directamente en el planeta como producto de partida en síntesis.Un proceso alternativo de síntesis, más apto para el laboratorio, es la reacción de agua con carburo cálcico ; se forma hidróxido de calcio y acetileno, el gas formado en esta reacción a menudo tiene un olor característico a ajo debido a trazas de fosfina que se forman del fosfuro cálcico presente como impureza:
  

De todos estos gases los mas importantes son el acetileno y el oxigeno el cual os expondré el embotellamiento de ambos.

• Embotellamiento del oxigeno:

El oxígeno pertenece al grupo de gases que se envasan a alta presión. Con el fin de entregar la mayor cantidad posible de gas en cada cilindro, se comprime desde 139 bar (2015 psig), hasta 207 bar (3000psig), dependiendo del tipo de cilindro y de la temperatura de carga. El empleo de presiones tan elevadas, obliga a usar cilindros de alta resistencia, que son periódicamente controlados, mediante prueba hidráulica y determinación de expansiones.

Para este control, INDURA dispone de instalaciones de prueba especiales. Además los cilindros llevan una válvula cuyo diseño incluye un sello de seguridad que se abre ante un exceso de presión, o temperatura, haciéndolo virtualmente inexplotable. La pureza del oxígeno INDURA es controlada permanentemente, mediante análisis químico, permitiendo garantizar un mínimo de 99.50% de oxígeno. Esta pureza asegura, tanto un corte perfecto como una soldadura óptima.

La carga de oxígeno es controlable, fácilmente, por diferencia entre el peso lleno y el peso vacío del cilindro; la diferencia en Kgs. Multiplicada por 0.758 da los metros cúbicos de gas que contiene ( 1 kg.=0.758 m3 de 02).

• Embotellado del acetileno:

El envasado de acetileno debe hacerse en base de otro proceso, ya que no puede ser comprimido en grandes volúmenes a presiones elevadas, sin peligro de explosión.

Para su uso se ha fijado como límite máximo 1 bar (15 psi) de presión, que garantiza una presión que garantiza una presión absoluta.

Para poder envasarlo económicamente, el cilindro es fabricado de manera especial. Durante su fabricación se le llena de una masa porosa la que, por estar compuesta de pequeñas células separa el acetileno a mediana presión sin riesgo alguno.

El fabricante del cilindro, antes de entregarlo, lo pesa con válvula, masa porosa y acetona. Este peso viene estampado en cada cilindro y corresponde al de cilindro sin acetileno. Todo peso inferior de un cilindro trae menos acetona que de lo adecuado, es una situación de alta seguridad.

El cilindro de acetileno INDURA también está provisto de dispositivos de seguridad en su ojiva y/o base, que son pernos fabricados con un tipo de aleación especial de plomo que funde a 100°C aprox.

La construcción especial de estos cilindros hace necesario un estricto control de su carga. Dos cilindros idénticos cargados simultáneamente, absorben diferentes cargas de acetileno. Por esta razón las plantas elaboradas deben controlar la carga de ellos individualmente por pesaje.

Para un buen comportamiento del equipo necesitamos un buen regulado del caudal de los gases en cual se hará con unos reguladores.

Este elemento permite regular a voluntad una presión de trabajo, en la línea, de menor magnitud, que la de llenado de los cilindros. Conjuntamente mantiene ésta medida que disminuye esta medida del cilindro; los reguladores se componen básicamente de un cuerpo que contiene las cámaras de alta y baja presión, junto a los siguientes elementos: tornillo de ajuste, resorte, diafragma, válvula, manómetros y conexiones.

Estos se pueden clasificar en:

Alta presión: Utilizados en oxígeno, nitrógeno, argón, etc.

Baja presión: Utilizados principalmente en gases combustibles.

De línea: Utilizados en redes de gases, poseen baja presión de entrega.

Alternativamente pueden disponer de flujómetro e incluso calefactores eléctricos.

Otra clasificación es de acuerdo a la modalidad de reducción de presión.

Regulador de Una Etapa:

Este tipo de regulador es el más comúnmente empleado, reduce la presión del cilindro a la presión de trabajo en una etapa o paso. Se emplean cuando no es necesaria una regulación extremadamente exacta de la presión, ya que se producen pequeñas variaciones en la presión de salida a medida que disminuye la presión en el cilindro.

Regulador de Dos Etapas:

Este tipo de reguladores, son requeridos cuando es necesario un estricto control de la presión de salida. En un regulador de dos etapas, la primera de ellas reduce la presión de entrada a un nivel intermedio, que es fijo en cada modelo de regulador.

La segunda etapa recibe el gas con una presión de entrada correspondiente a la presión intermedia. De este modo, al tener la segunda etapa una presión de entrada fija, es capaz de entregar una presión y flujo constante.

Los Sopletes

La función de un soplete es mezclar y controlar el flujo de gases necesarios para producir una llama Oxigas. Un soplete consiste de un cuerpo con dos válvulas de entrada, un mezclador, y una boquilla de salida. Mejorando la versatilidad puede disponer de un equipo de soldadura, y corte solo con el cambio de algunos elementos sobre un rango común.

En estos equipos dependiendo de la forma de mezclar los gases se utilizaran distintos tipos de sopletes.

• Soplete tipo Mezclador

Este tipo también llamado de presión media, requiere que los gases sean suministrados a presiones, generalmente superiores a 1 psi (0.07 kg/cm2). En el caso del acetileno, la presión a emplear, queda restringida entre 1 a 5 psi (0.07 a 1.05 kg/cm2) por razones de seguridad. El oxígeno, generalmente, se emplea a la misma presión preajustada para el combustible.

• Soplete tipo Inyector

Este tipo de soplete trabaja a una presión muy baja de Acetileno, inferior en algunos casos a 1 psi (0.07 kg/cm2). Sin embargo, el oxígeno des suministrado en un rango de presión desde 10 a 40 psi (0.7 a 2.8 kg/cm2), aumentándose necesariamente en la medida que el tamaño de la boquilla sea mayor. Su funcionamiento se basa en que el oxigeno aspira el acetileno y lo mezcla, antes de que ambos gases pasen a la boquilla.

Los sopletes tipo mezclador poseen ciertas ventajas sobre los sopletes de tipo inyector, primero la llama se ajusta fácilmente, y segundos, son menos propensos a los retrocesos de llama.

Ademas también se pueden distinguir su forma:

Hay antorchas de mano ligeras, las cuales son portátiles e incorporan ya la botella de combustible y con el mismo oxigeno de la atmósfera funcionan. No son para utilizar en grandes trabajos, ni en trabajos que necesiten grandes temperaturas.

También hay antorchas que se utilizan a gran escala en la industria, estas ya se tiene que conectar a un equipo grande con una botella de comburente y otra de combustible.

El soplete harris

La función del soplete es dosificar los gases, mezclarlos y dar a la llama una forma adecuada para soldar.

Una de las características de los sopletes HARRIS es que, en base a un mango común, es posible, cambiando mezcladores y boquillas, obtener equipos, para distintas aplicaciones, como soldar, cortar, precalentar, decapar, etc.

El soplete victor

Los sopletes victor incorporan en el mango las válvulas anti-retorno, con lo que impide que un soplete victo funcione sin no las incorpora.

A estos sopletes llevan boquillas en el final de la antorcha, las cuales cambiaran la llama. Las boquillas pueden ser fijas o intercambiables.

Boquillas intercambiables: son las que pueden ser montadas al intercambiador de gases. Este montaje se produce a través de una rosca.

Boquillas fijas: son aquellas en las que el intercambiador y la boquilla forman una única pieza.

Según el diámetro de la salida de la boquilla, el equipo necesitara una regulación u otra. Aquí os dejo la tabla con las regulaciones:

Explicado todo el equipo ya va siendo hora de encenderle y esto tiene un orden.

Para encender un equipo de oxi-gas, lo primero hay que abrir las dos llaves de paso de las botellas y ajustar las presiones que se necesitan, según la boquilla que vallamos a utilizar. Ya con las botellas abiertas giramos media vuelta la llave del acetileno que se haya en la antorcha y con un mechero o un encendedor de chispa le encendemos, en ese momento tendremos una llama que solo esta alimentada por acetileno y el oxigeno de la atmosfera, pero, para conseguir las altas temperaturas necesitamos mas oxigeno. El siguiente paso es ir ajustando el caudal de oxigeno y de acetileno hasta conseguir el dardo adecuado en la llama. 

La llama se caracteriza por tener dos zonas bien delimitadas, el cono o dardo, de color blanco deslumbrante y es donde se produce la combustión del oxígeno y acetileno y el penacho que es donde se produce la combustión con el oxígeno del aire de los productos no quemados.

La zona de mayor temperatura es aquella que esta inmediatamente delante del dardo y en el soldado oxiacetilénico es la que se usa ya que es la de mayor temperatura hasta 3200ºC.

Ahora encendido necesitamos conocer los tipos de llamas para regularlas según nuestras necesidades.

Es evidente que las propiedades de la llama van a depender del tipo de gas que se utilice como combustible. A continuación se definen aquellas características que deben ser tenidas en cuenta.

- Térmicas: Para que se produzca la soldadura la temperatura de la llama debe ser muy superior a la de fusión del metal base, de tal forma que se compense las pérdidas de calor que se dan durante el proceso de soldeo.

- Químicas: La llama debe poseer propiedades reductoras, dado que de ser oxidante originarían en el metal base características mecánicas no deseables.

- De aplicación industrial: La llama debe ser estable para que pueda ser utilizado como método de soldeo. La estabilidad de la llama se consigue por equilibrio entre la velocidad de salida del gas (Vg) y la velocidad de propagación de la llama (Vp). En el caso que Vp>Vg se originaría un retroceso de la llama e imposibilitaría el proceso de soldadura, además de resultar muy peligroso para la seguridad.

Por otro lado, debe ser rígida. La rigidez de la llama es función de la velocidad de combustión, a la vez que ésta depende de la proporción y presión de los gases combustible y comburente.

Además, la llama debe poder regularse fácilmente. La flexibilidad en la regulación va a depender de los límites de inflamación de la mezcla.

- Económicas: Las características de la llama deben ser tales que permita soldar a una velocidad adecuada para que el proceso resulte rentable.

Adjunto se muestra una figura con las zonas que se pueden distinguir en una llama: 

Zona A: zona azul o dardo que es donde se calienta la mezcla hasta la temperatura de inflamación;

Zona B: zona donde se produce una elevación de la temperatura;

Zona C: zona donde se alcanza la máxima temperatura;

Zona D: zona donde se produce la concentración de los productos de la reacción primaria;

Zona E: penacho, donde se origina la combustión secundaria.

Hay tres tipos de llamas, llama neutra, llama oxidante y llama reductora:

Llama neutra: es la más utilizada, ya que es la que se logra cuando se suministra suficiente oxígeno para realizar la combustión de todo el acetileno presente. Es, además, la más aconsejable para conservar las propiedades del material. Se usa para soldar hierro fundido, acero maleable, acero suave, bronce, acero inoxidable y acero al cromo con 12%.

Esta se usa para:

Soldadura por fusión de aceros de bajo contenido de carbono.

Soldadura por fusión del aluminio.

Soldadura por fusión del hierro fundido.

Soldadura fuerte de los aceros.

Soldadura fuerte del cobre y sus aleaciones.

Corte con llama.

Calentamiento.

Llama oxidante: la proporción de oxígeno en la mezcla es mayor que la de acetileno. Se reconoce por su cono interno y penacho más cortos, así como por su sonido más agudo. Se usa para latón con grandes porcentajes de zinc y aleaciones de bronce.

Sus usos son:

Soldadura por fusión de latón y bronce (ligeramente oxidante).

Soldadura fuerte de cobre e hierro galvanizado (ligeramente oxidante).

Quemado de las superficies de recubrimiento sobre hierro fundido, preparatorio para la soldadura fuerte (ligeramente oxidante).

Soldadura fuerte de hierro fundido y hierro fundido maleable.

Llama reductora: con exceso de acetileno, se reconoce por una zona intermedia reductora (penacho de acetileno) que aparece entre el cono y el penacho azul. Se utiliza solamente en casos particulares para soldar aceros al carbono, aceros fundidos y sus aleaciones, aluminio fundido y aceros especiales.

Se usa para:

Soldadura por fusión de los aceros aleados o de aceros dulces utilizando varillas de aporte de alta resistencia y baja aleación (1 l/8X).

Soldadura por fusión de aceros de medio y alto contenido de carbono (generalmente para reparaciones solamente, no recomendada para la fabricación).

Revestimiento con metal duro (2 —3X).

Soldadura fuerte con aluminio (2 — 3X).

Soldadura fuerte con plata (2 — 3X).

Una vez usado, hay que apagar el equipo.

Lo primero que hay que hacer es apagar el combustible desde la antorcha,ya que sin combustible saliendo por la antorcha no habrá llama.

Una vez apagada la llama cerramos la llave de paso general. A continuación cerraremos las dos llaves de las botellas de gas y abriremos la llave de paso general y las de la antorcha para que todo el gas que haya quedado en el circuito salga y se disipe en la atmósfera, ya que puede resultar peligroso que se quede en el circuito haciendo presión. Ya vaciado el circuito cerramos todas las llaves del equipo esta listo para guardar .

Este equipo es un equipo que funciona con materiales inflamables, por lo que hace falta tomar unas medidas de seguridad.

• Peligro por retroceso de llama: Las causas más comunes por las que puede producirse el retroceso de la llama son: boquilla sucia, soplete en mal estado, distancia desde la boquilla a la pieza a soldar inadecuada, etc. Como norma general de actuación se recomienda cerrar primero la salida de oxígeno para que cese la combustión.

• Incendio o explosión de mangueras: Las causas más comunes por las que puedan originarse accidentes con las mangueras pueden ser debidas a su mal estado de conservación, mal reglaje de presión en los manorreductores, mala colocación de las mangueras durante el proceso de soldeo, etc. Como en el caso anterior se debe actuar cerrando los cilindros de presión, y en primer lugar el oxígeno.

• Normas de almacenamiento y uso de los cilindros de presión: Se debe evitar golpearlos, no exponerlos al sol, ni calentarlos con llamas. En general mantener los cilindros almacenados por debajo de 50ºC, en lugar bien ventilado. Los cilindros de oxígeno no se deben manipular en contacto con materiales aceitosos o grasos. Para el caso del acetileno, evitar su contacto directo con cobre puro, mercurio, plata y latón que tenga más del 70% de cobre. En general, se recomienda cada 5 años realizar una prueba hidrostática sobre los cilindros.

A continuación se relacionan otras recomendaciones de seguridad sobre el uso del acetileno:

- El acetileno es extremadamente inflamable y explosivo. Su uso a presiones superiores a 1 kg/cm2 supone un riesgo alto de explosión. Por lo tanto nunca se debe utilizar acetileno fuera del cilindro a presiones superiores a 1 kg/cm2.

- Nunca abrir la válvula con más de ¼ de vuelta.

- Nunca agotar el cilindro a menos de 2 kg/cm2 de presión.

- Soltar el diafragma del regulador antes de la abertura.

Ademas estas son las medidas básicas de seguridad con equipos de oxiacetileno:

1. Delimitar y señalizar el área de trabajo.
2. Verificar que tanto el maneral como la boquilla tengan sus sellos completos y en buen estado (o-rings).
3. Verificar que las mangueras y conexiones no tengan fugas.
4. Sustituir las mangueras agrietadas o las que presenten rasgaduras.
5. Evitar unir las mangueras de acetileno y oxígeno con cinta de aislar, se debe sustituir por cinturones de plástico.
6. Asegurar que los bloqueadores de retroceso estén instalados en el maneral del soplete y entre las mangueras y el regulador.
7. Verificar que tanto los reguladores como los manómetros se encuentren en buenas condiciones de uso.
8. Tener junto al equipo un extintor de polvo químico seco o gas halón.
9. Operar con las presiones de trabajo recomendadas para la boquilla.
10. Utilizar el equipo de protección personal adecuado: gafas para soldar de 4-6 sombras, guantes, peto y polainas.
11. Proteger las mangueras con apoyos de paso resistentes a la compresión al atravesar vías de circulación de personas o vehículos.
12. Evitar que las mangueras entren en contacto con superficies calientes, bordes afilados, ángulos vivos o chispas.
13. Evitar golpear los cilindros.
14. Mantener el área limpia y ordenada durante la actividad y al finalizarla.
15. No golpear el soplete.
16. No utilizar el oxígeno para limpiar piezas, tuberías o sopletear la ropa.
17. Prohibido fumar mientras se realice el trabajo.
18. Verificar que el equipo se encuentre a 3 metros de distancia del lugar de trabajo.
19. Colocar capuchones en los cilindros cuando estén almacenados o fuera de uso.
20. Almacenar los cilindros de manera vertical y asegurarlos con cadena.
21. Prohibir los trabajos en locales donde se almacenen materiales inflamables.

Y por supuesto todo operario que valla a usar este equipo debe llevar la indumentaria idonea la cual es:

• Ropa de trabajo.
• Delantal de cuero de descarne.
• Guantes, mangas o sacos de cuero de descarne.
• Polainas de cuero.
• Botines de seguridad.
• Máscara o pantalla facial con mirillas volcables, o pantallas de mano para soldadura.
• Protección respiratoria (barbijo para humos de soldadura).
• Biombo metálico.
• Matafuego.

Y bueno esperemos que os sirva todo lo explicado para empezar bien el año, dentro de poco otra entrada, la cual consiste en el equipo de soldadura por punto de resistencia. Un super abrazo coche adictos haaasta la próxima.