Tipos de carrocerías

Existen diferentes tipos de carrocerías de vehículos, pero  los dos tipos que más se utilizan en la fabricación de vehículos son  las carrocerías de chasis independiente y  las carrocerías de chasis autoportante o monocasco.
-Las carrocerías de chasis independiente:

Este sistema es bastante antiguo ( desde la fabricación de los primeros vehículos) pero todavía se usa en la construcción de camiones, autobuses, todo terrenos y coches con carrocerías de fibra o similares.

Este sistema consta de un chasis rígido en el cual va incorporadas todas las piezas mecánicas como el motor, suspensión, dirección, transmisión, etc...
EL chasis soporta encima la estructura de la carrocería (habitáculo y caja).

Cuando el bastidor ha recibido todos los órganos mecánicos forma un el chasis. La carrocería va atornillada al bastidor a través de unas juntas de caucho, quedando perfectamente fijada.

Este sistema presenta una gran versatilidad, permitiendo conseguir:
Tanta robustez como se desee.
Soportar grandes esfuerzos estáticos y dinámico.

Estos chasis (bastidores) separados de la carrocería suelen ser más resistentes que el conjunto de una carrocería autoportante, por lo cual aun se emplean para vehículos de carga. Estos bastidores normalmente están fabricados por travesaños de acero longitudinales y transversales, formando una estructura muy sólida y resistente.

Carrocerías de chasis autoportante (Monocasco):

El sistema de carrocería monocasco es el más usado actualmente en la fabricación de automóviles por los motivos de reducción de peso, flexibilidad y coste.

Carrocería Autoportante = Carrocería que se soporta ella misma.

Casi todas las piezas de acero de las carrocerías monocasco están unidas por medio de puntos de soldadura aunque hay infinidad de modelos que gran parte de esas piezas van unidas por medio de tornillería para una sustitución menos problemática y rápida.

Este tipo de carrocerías es sometido a muchas pruebas y estudios antes de su comercialización debido a que todas las piezas que la conforman colaboran entre si para una buena rigidez y a su vez dar flexibilidad.

Uniones amovibles

Hay varios tipos: Union atornillada, Union remachada, Union pegada, Union mediante soldadura blanda ,dura y brazing.
Union atornillada:
Caracteristicas: facil desmontaje, altas tensiones, union con discontinuidad, alta resistencia a la Tª, necesidad de poco equipamiento, portabilidad inmediata, union de cualquier material.

Union remachada:  se emplea para unir de forma permanente dos o más piezas.

Las ventajas :
Se trata de un método de unión barato y automatizable.
Es válido para unión de materiales diferentes y para dos o más piezas.
Existe una gran variedad de modelos y materiales de remaches, lo que permite acabados más estéticos que con las uniones atornilladas.
Permite las uniones ciegas, es decir, la unión cuando sólo es accesible la cara externa de una de las piezas.
Los  inconvenientes :
No es adecuado para piezas de gran espesor.
La resistencia alcanzable con un remache es inferior a la que se puede conseguir con un tornillo.
La unión no es desmontable, lo que dificulta el mantenimiento.
La unión no es estanca.

Union pegada: Aunque se utilizan en la fabricación de carrocerías, su uso se ha generalizado en los procesos de reparación en combinación con otros sistemas de unión, como los remaches, la soldadura MIG/MAG o la soldadura por puntos de resistencia. Los adhesivos estructurales sustituyen a los sistemas de unión que, como ocurre en el caso de todos los tipos de soldadura láser, no pueden ser recuperados en el taller. Un
claro ejemplo de su importancia está en el techo del VW Polo, donde la unión original del techo a los montantes mediante soldadura láser-Brazing debe ser sustituida en reparación por la unión combinada de
soldadura por puntos de resistencia, soldadura MIG y uniones pegadas. Lo mismo ocurre en las carrocerías de aluminio, donde los adhesivos estructurales de baja conductividad se han convertido en el sistema de unión de mayor aplicación junto con los remaches, complementándose ambos sistemas.

Union mediante soldadura blanda : utiliza aportaciones con punto de fusión por debajo de los 450 °C. Se utiliza para la unión de piezas de pequeño tamaño,piezas diferentes materiales, donde seria muy difícil utilizar un proceso de soldadura por fusión.
Las ventajas :
-No se alcanzan cambios físicos en el material a soldar al no alcanzar la temperatura de fusión.

-No se presentan tensiones superficiales gracias a que la temperatura alcanzada es muy baja.

-Se puede conservar los recubrimientos y plaqueados de los materiales base.

-Facilidad para obtener uniones sanas entre materiales diferentes, incluso entre materiales metálicos y no metálicos o entre materiales de diferentes espesores.

-Se pueden obtener soldaduras en piezas de precisión
-Con algunos procesos se pueden realizar soldaduras con muchas piezas al mismo tiempo, por lo que resulta muy económico.

-Sólo se requieren bajas temperaturas, con el ahorro energético que ello conlleva.

-La apariencia de la soldadura es muy buena.

-Es un proceso fácilmente automatizable.

-No se necesitan medidas de protección especiales

 Limitaciones:
 El diseño de las piezas, y en algunos casos su preparación, puede resultar más complicado y costoso.     Resulta muy costos su aplicación en el caso de piezas grandes.

Union mediante soldadura dura: se caracteriza por su alto punto de fusión y es una liga compuesta por plata, cobre y zinc. Es indicada para la unión de piezas destinadas a soportar esfuerzos mecánicos o temperaturas elevadas. http://youtu.be/J6OuWABI57k
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Diagrama Fe-C

 

En el diagrama de equilibro, o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse. Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos —temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones— por métodos diversos.

Tipos de fundiciones

-Fundicion Blanca: se forma cuando la mayor parte del carbono de la fundicion esta en estado liquido, formando carbono de hierro al solidificar mediante un rapido enfrentamiento.Forman gramos de perlita y cementita, sin grafito, lo que hace que su rotura sea blanca. El % de C entre 1,7-2,5. Es fragil y dura, dificilmente mecanizables, baja facilidad para moldeo, gran resistencia al desgaste y a la abrasión.
 
-Fundición Gris: se forma cuando hay una alta proporción de carbono de 2,5-4% y en forma de grafito.Tienen una lenta velocidad de enfriamiento lo que  favorece la formación de una fundición gris ya que la lentitud en las reacciones favorece que se formen los constituyentes más estables: la cementita se transforma en ferrita y grafito (grafitización). Son fácilmente mecanizables ya que el grafito favorece la salida de la viruta.

Aceros en automoción

Acero de conformacion en frío: es ligero, fácil de manejar y económico en el coste; no se pudre, no se agrieta, no se altera y no es inflamable.El contenido en carbono es muy bajo(< 0,2%), tiene alta ductibilidady soldabilidad.
Acero de alto limite elastico(Acero ALE):Su desarrollo comenzó a partir de la 1ª Guerra Mundial, y consiguió elevar el límite elástico del acero convencional al carbono hasta 36 kilogramos milímetro cuadrado por término medio.
Con estos aceros, los constructores de automóviles consiguieron disminuir el peso, aumentando el rendimiento en el consumo de combustible y las prestaciones, sin disminuir la seguridad de los mismos
.Características.
Las chapas fabricadas con aceros ALE deben reunir unas características especiales:
- Poseer altas características mecánicas para que los valores de resistencia al choque y a la penetración estática sean, como mínimo, iguales a las de los aceros de mayor grosor.
- La resistencia al choque depende de su carga de rotura y del espesor; la resistencia a la penetración estática, del límite elástico y del espesor.
- Poseer en ciertos casos una embutibilidad elevada.
- Tener una buena actitud a la soldadura, lo cual se consigue limitando el contenido de carbono en 0.2%.
- Resistir adecuadamente las solicitaciones de fatiga.
- Poder sufrir procesos tales como galvanizado en caliente, electrozincado, entre otros, con el fin de cumplir con un requerimiento importante para la industria del automovil: la resistencia a la corrosión.
Clases de aceros ALE:
- Aceros de doble fase.
En ellos se ha conseguido una estructura ferrítica-martensítica por enfriamiento rápido, pero perfectamente controlado.
-Aceros microaleados.
Son aceros de bajo contenido en carbono calmados al aluminio. Suelen llevar pequeñas partes de niobio, vanadio o titanio.
Los contenidos de fósforo, azufre e inclusiones deben ser bajos.
-Aceros refosforados.
Su endurecimiento se consigue por la utilización de elementos sólidos como fósforo y silicio. También puede llevar manganeso y niobio en aleación.

Esfuerzos que pueden soportar los materiales

Traccion;
Compresión
Torsion
Cizalladura
Flexion

Propiedades de los materiales

Resistencia: capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.
Fragilidad: capacidad de un material de fracturarse con escasa deformación
Elasticidad: capacidad de volver al estado inicial al cesar una fuerza dada
Dureza: resistencia a la penetracion ante la accion de una fuerza
Tenacidad: resistencia a la rotura o deformacion ante esfuerzos de aplicacion progresiva
Plasticidad: capacidad que tienen los metales de adquirir deformaciones permanentes
Maleabilidad:capacidad para reducirse en laminas mediante esfuerzos de compresion
Ductibilidad: propiedad de dejarse estirar mediante esfuerzos de traccion
Fatiga: cuando un elemento metalico es sometido a esfuerzos de magnitud y sentido variables puede sufrir una rotura ante cargas mucho mas pequeñas a su resistencia normal para un esfuerzo de tension const
Resilencia: resistencia que opone un cuerpo a la rotura por choque
Fusibilidad: capacidad para pasr de estado solido a liquido por efecto del calor
Conductividad electrica: capacidad para transmitir la corriente electrica.
Conductividad termica: capacidad para tranportar el calor
Dilatacion: capacidad para aumentar de tamañocon el calor

Soldadura Tig

La soldadura TIG se caracteriza por el empleo de un electrodo permanente de tungsteno, aleado a veces con torio o zirconio en porcentajes no superiores a un 2%. Dada la elevada resistencia a la temperatura del tungsteno (funde a 3410 °C), acompañada de la protección del gas, la punta del electrodo apenas se desgasta tras un uso prolongado. Los gases más utilizados para la protección del arco en esta soldadura son el argón y el helio, o mezclas de ambos.
La gran ventaja de este método de soldadura es, básicamente, la obtención de cordones más resistentes, más dúctiles y menos sensibles a la corrosión que en el resto de procedimientos, ya que el gas protector impide el contacto entre el oxigeno de la atmósfera y el baño de fusión.
 Otra ventaja es que permite obtener soldaduras limpias y uniformes debido a la escasez de humos y proyecciones; la movilidad del gas que rodea al arco transparente permite al soldador ver claramente lo que está haciendo en todo momento, lo que repercute favorablemente en la calidad de la soldadura.

Como inconvenientes está la necesidad de proporcionar un flujo continuo de gas, con la subsiguiente instalación de tuberías, bombonas, etc., y el encarecimiento que supone. Además, este método de soldadura requiere una mano de obra muy especializada, lo que también aumenta los costes. Por tanto, no es uno de los métodos más utilizados sino que se reserva para uniones con necesidades especiales de acabado superficial y precisión.
 Hoy en día se está generalizando el uso de la soldadura TIG sobre todo en aceros inoxidables y especiales  debido al acabado obtenido.
http://youtu.be/TKU5MYNq7aw

ron covell

http://youtu.be/_dYRnJZlu8U

Soldadura brazing

La soldadura fuerte consiste en un proceso de unión de dos metales a través del calentamiento de estos y la posterior adición de un metal de aportación, el cual debe tener una temperatura de fusión superior a 450ºC y menor al del metal base. Este material de aportación se colocará en el huelgo que dejan las dos partes a unir y se distribuirá entre las superficies de unión por atracción capilar. Este tipo de unión es muy común en la industria y sirve para unir la mayoría de los metales y aleaciones que encontramos en el sector de la metalurgia.

Se caracteriza por tener una fortaleza y ductilidad alta. De hecho la zona de unión es igual o más fuerte que los metales que se han unido. También es una unión que destaca por su homogeneidad en la unión, lo que implica un buen acabado a nivel estético y estanqueidad a la hora de contener fluidos.

Existen varios métodos para la realización de esta soldadura, estos son la soldadura por soplete, mediante horno, de plata, del bronce y al vacío.

Ventajas: al no fundirse el material base permite un control mucho mejor del proceso y de las tolerancias finales, además no es necesario un proceso secundario para mejorar el acabado superficial.
Puede soldar materiales disimilares, ya que como lo que une es el material que se funde, no importa que los materiales a unir tengan distintos puntos de fusión.
No hay una gran zona afectada térmicamente. Es fácilmente automatizable y sirve para producciones elevadas.

Inconvenientes: No son uniones que vayan a soportar altos esfuerzos por lo que no son recomendables para estructuras metálicas.
La soldadura puede dañarse con temperaturas altas, ya que el material base tiene un punto mas elevado de fusión que el material de aporte.
El color es diferente, entre metal base y de aporte, por lo que estéticamente no es del todo recomendable.
http://youtu.be/fPLljWGpsSA

Soldadura por puntos

La soldadura por puntos se basa en presión y temperatura. El calentamiento de la pieza se hace por corriente eléctrica entre dos electrodos y la presión la realizan precisamente estos electrodos en forma de pinza a temperaturas próximas a la fusión.
 Generalmente se destina a la soldadura de chapas o láminas metálicas, aplicable normalmente entre 0,5mm y 3mm de espesor.


Este tipo de soldadura necesita de un transformador donde la bobina secundaria suministra un voltaje a los electrodos de 1V a 10V y una gran corriente, debido a que generalmente la resistencia de las piezas a soldar es muy baja por tanto la corriente que debe pasar por la zona a soldar debe de ser del orden de los 500 amperios.
El proceso de soldadura  consiste en hacer pasar una corriente eléctrica de gran intensidad a través de los metales que se van a unir. Como en la unión de los miemos la resistencia es mayor que en el resto de sus cuerpos, se genera el aumento de la temperatura en juntura ;Efecto Joule
Aprovechando esta energía y con una determinada presión se logra la unión

Tratamientos termicos

El tratamiento térmico consiste en calentar el acero a una temperatura determinada, mantenerlo a esa temperatura durante un cierto tiempo hasta que se forme la estructura deseada y luego enfriarlo a la velocidad conveniente.
Con el tratamiento térmico adecuado se pueden reducir los esfuerzos internos, el tamaño del grano, incrementar la tenacidad o producir una superficie dura con un interior dúctil

Los principales tratamientos térmicos son:

Temple: su finalidad es aumentar la dureza y la resistencia del acero. Para ello, se calienta el acero a una temperatura ligeramente más elevada que la crítica superior (entre 900 – 950º C) y se enfría luego más o menos rápidamente en un medio como agua, aceite, etc

Revenido: sólo se aplica a aceros previamente templados, para disminuir ligeramente los efectos del temple, conservando parte de la dureza y aumentar la tenacidad

Recocido: Consiste básicamente en un calentamiento hasta temperatura de austenización (800 – 925º C) seguido de un enfriamiento lento. Con este tratamiento se logra aumentar la elasticidad, mientras que disminuye la dureza.

Normalizado: tiene por objeto dejar un material en estado normal, es decir, ausencia de tensiones internas y con una distribución uniforme del carbono. Se suele emplear como tratamiento previo al temple y al revenido

.http://youtu.be/W1QAchLQ9Dw