1. ¿Por qué no se puede soldar directamente?
Desajuste del punto de fusión
Acero galvanizado: el punto de fusión del acero es de aproximadamente ~1500 grados, mientras que el punto de fusión del recubrimiento de zinc en la superficie es de aproximadamente ~420 grados y el punto de ebullición es de aproximadamente ~907 grados.
Aleación de aluminio: el punto de fusión es de aproximadamente ~660 grados.
Problem: When the heat input is sufficient to melt the steel (>1500 grados), la aleación de aluminio ya se habrá derretido, evaporado o incluso quemado. Sin embargo, cuando la temperatura se controla dentro del rango aceptable para las aleaciones de aluminio (aproximadamente 660 grados), el acero está lejos de alcanzar un estado fundido.
Problemas de alúmina
Se forma instantáneamente una película densa de alúmina con un punto de fusión extremadamente alto (~2050 grados) en la superficie de la aleación de aluminio. Esta película dificulta el flujo y la unión del metal fundido y debe eliminarse antes de soldar (generalmente mediante AC TIG o raspado mecánico), pero el proceso es complejo.
Volatilización y porosidad del zinc
Antes de alcanzar la temperatura de fusión del acero, el recubrimiento de zinc (punto de ebullición 907 grados) hierve y se volatiliza, produciendo una gran cantidad de vapor de zinc. Estos vapores de zinc son atraídos hacia el baño fundido, formando numerosos poros después de que la soldadura se solidifica, lo que debilita gravemente la densidad y resistencia de la soldadura.
Al mismo tiempo, el zinc volatilizado contamina el soplete de soldadura y el electrodo de tungsteno, produciendo humos tóxicos de óxido de zinc blanco que representan un importante peligro para la salud de los operadores.
2. ¿Cuáles son los pasos involucrados en una conexión mecánica?
Remachado: Las conexiones se realizan mediante remaches ciegos o remaches macizos. El proceso es sencillo, de bajo-coste y adecuado para la producción automatizada.
Conexiones atornilladas: Removibles, adecuadas para estructuras que requieren mantenimiento o ajuste.
Precauciones: Se debe considerar la corrosión electroquímica (corrosión Gavaniz). El acero (como cátodo) y el aluminio (como ánodo) forman una celda galvánica en presencia de un electrolito (como aire húmedo), lo que acelera la corrosión de la aleación de aluminio. La solución es utilizar juntas aislantes, anillos de goma o sellador para aislar las superficies de contacto.
3. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de utilizar adhesivos estructurales?
Ventajas:
Evita zonas afectadas por el calor-y problemas de compuestos intermetálicos.
Aísla naturalmente dos metales, evitando la corrosión electroquímica.
Proporciona buenas propiedades de sellado y amortiguación de vibraciones.
Desventajas: Requiere un tiempo de curado prolongado, exige una gran limpieza de la superficie y no se desmonta fácilmente.
4.¿Cuáles son las precauciones para técnicas especiales de soldadura?
Soldadura por fricción y agitación: se trata de una técnica de unión en estado sólido-que utiliza un cabezal agitador giratorio de alta-velocidad para generar calor mediante la fricción, suavizar los materiales sin derretirlos y luego unirlos mediante agitación. Suprime eficazmente la formación de compuestos intermetálicos, pero el equipo es caro y tiene requisitos en cuanto a la forma y accesibilidad de la pieza de trabajo.
Soldadura por explosión: esta técnica utiliza la inmensa presión generada por una explosión para unir las superficies de dos metales. Se utiliza principalmente para fabricar láminas compuestas, no para unir-in situ.
Fanfarronería:
Alardear de aluminio: al utilizar metal de aportación a base de aluminio- (punto de fusión ~500-600 grados), el calor es insuficiente para fundir el acero, pero se puede lograr una unión mediante la adhesión entre el metal de aportación y el aluminio, y entre el metal de aportación y la capa de zinc. Este método daña el revestimiento de zinc y tiene una resistencia limitada.
Acero para alardear (p. ej., con metal de aportación a base de zinc-): el calor derretiría la aleación de aluminio, haciéndola inadecuada.
5. En aplicaciones prácticas de producción, ¿qué se debe priorizar en función de los requisitos de rendimiento del producto, el tiempo del ciclo de producción y el costo?
Remachador + Sellador (Económico y eficiente)
Remachado autoperforante (adecuado para tableros multi-capas)
Unión adhesiva (Para altos requisitos de estética y sellado)
Pegamento-compuesto de remachado (para requisitos extremadamente altos de resistencia y confiabilidad)