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ENSAMBLAJE - Definición - Significado

02/11/2010

Palabra derivada del verbo francés «assembler», que significa literalmente formar conjuntos, adoptada por el lenguaje corriente para indicar el montaje en serie de productos industriales cualesquiera. En el sector automovilístico tiene un significado mucho más preciso: es el proceso de producción en el cual los elementos de la *carrocería estampados en chapa, a través de sucesivas operaciones, son unidos entre sí, para obtener la carrocería bruta completa, ya sea autoportante o no. Por tanto, el ensamblaje consiste en una serie de operaciones en las que los elementos particulares que intervienen en la formación de la carrocería confluyen según un proceso lógico y ordenado para la formación de subcon-juntos y conjuntos cada vez más complejos, hasta la obtención definitiva de la carrocería completa.

Los sistemas mediante los cuales la chapa es ensamblada entre sí son muy diversos; el procedimiento más importante es, con mucho, el de la soldadura, siguiéndole el sistema de unión de algunas piezas mediante tornillos (por ejemplo, el Panhard Dyna, en el que el bastidor, los elementos de la carrocería y la estructura son de aluminio, constituye un conjunto ensamblado mediante tornillos) y, a partir de los años setenta, el encolado por medio de adhesivos estructurales.

Durante mucho tiempo el automóvil fue construido sin utilizar chapa estampada, sino simplemente montando una carrocería de madera sobre el bastidor. El bastidor tenía la función de soportar los órganos mecánicos, resistir las solicitaciones y las cargas, mientras que la carrocería construida totalmente aparte, era simplemente fijada y no participaba de la rigidez de la estructura. Las fábricas de automóviles se limitaban a construir el bastidor, con los elementos mecánicos, que posteriormente revestían los artesanos que hasta entonces habían construido carrozas de caballos.

El material utilizado para la construcción del bastidor fue desde los inicios, el acero, salvo casos excepcionales; en cambio, la carrocería fue fabricada durante mucho tiempo con madera como material básico. La chapa plana o batida a mano, de acero y también de aluminio, era utilizada sólo para formar las grandes superficies visibles de la carrocería. Los elementos de chapa, adosados sobre la estructura de madera, estaban atornillados y algunas veces soldados entre sí con estaño, de tal manera que se asegurara la continuidad de las formas.

Estos sistemas de montaje artesanales (que no pueden denominarse propiamente ensamblajes) fueron usados durante bastantes años, y fue Ford, en los Estados Unidos, quien aplicó por vez primera el principio de la construcción en serie y de las cadenas de montaje, en su famoso modelo T de 1913. Hacia 1914, Ford anunció la carrocería enteramente de acero, con elementos estampados y soldados al arco eléctrico y a gas. Sin embargo, aunque ya introducida la fabricación en serie se estaba lejos de un método de fabricación que fuera capaz de resolver los problemas de un montaje rápido.

Una etapa fundamental en la historia del ensamblaje fue, allá por los años veinte, la patente lanzada por la Budd Corporation de Piladelfla de una carrocería completamente metálica construida en gran parte mediante soldadura eléctrica por resistencia (soldadura por puntos). Con este procedimiento las piezas de chapa que se han de soldar son colocadas entre 2 electrodos de cobre por los que pasa una corriente de baja tensión, pero de intensidad elevada, que provoca la unión del metal en contacto con los electrodos formando verdaderos puntos de soldadura; esto permitió la introducción de nuevos y más rápidos sistemas de fabricación. En Europa, la concepción de la carrocería totalmente en acero fue adoptada por diversos constructores; en particular, V. Lancia, en su tentativa de aumentar la rigidez del bastidor, ideó una estructura en caja, que no se limitaba únicamente al piso y sus costados, sino que se prolongaba formando un habitáculo en torno a los pasajeros. La carrocería propiamente dicha estaba formada por paneles que revestían los elementos de esta estructura.

Inmediatamente después de la Lancia, la Citroen construyó en 1924 su específico tipo B12 (de conducción interna), partiendo de los elementos de chapa estampada, idénticos entre sí, ensamblados por puntos de soldadura. La carrocería así obtenida era fijada rígidamente sobre el bastidor, en parte mediante ensamblaje con soldadura eléctrica por resistencia. El conjunto así realizado, más rígido, más ligero, más sólido y menos costoso, constituyó lo que después fue llamado «carrocería de una sola pieza».
Los sucesivos pasos en los avances de la técnica de ensamblaje los dio también la Citroen, en 1934, con el lanzamiento de su primer coche de tracción delantera. Sobre este vehículo el motor estaba colocado en la parte delantera unido mediante tornillos a una carrocería de un solo conjunto, capaz de soportar las solicitaciones de flexión y de torsión. El tradicional bastidor había desaparecido, pero sus funciones de resistencia eran asumidas por la carrocería, en la que todos los elementos (incluso la chapa de revestimiento) contribuían a soportar las solicitaciones, a través de los puntos de soldadura.

Surgió así la que hoy llamamos carrocería autoportante (portante o monocasco). Rápidamente los progresos conseguidos en la técnica de estampación y ensamblaje de las chapas muy delgadas permitieron la construcción de pisos del tipo caja y soldados, muy ligeros y al mismo tiempo muy rígidos, que podían resistir las acciones por fllexión y por torsión. Este tipo de estructura conserva las ventajas de la caja autoportante y permite la adaptación de las carrocerías según las exigencias de la moda y poder prever diversos tipos de carrocerías: berlina, jardinera, coupé, cabriolet y furgón comercial, sobre su único piso.

Además de estos 2 tipos de construcción, existen muchas otras soluciones mixtas, en las cuales la parte superior de la estructura participa más o menos en la resistencia del conjunto; en el caso del piso en caja o en las soluciones mixtas, de ordinario la carrocería y algunos de los elementos externos son atornillados a la estructura.

Tanto las carrocerías autoportantes como las no portantes, son ensambladas en un único conjunto adoptando técnicas de construcción similares, mientras que la descomposición de los elementos y la concepción de los útiles y de las máquinas difieren sensiblemente según los fabricantes. En general, desde las secciones de estampación, las piezas son enviadas a distintas áreas de preparación (preensamblaje), en las cuales se ensamblan entre sí los pequeños elementos, se preparan las puertas y los capós y, esquemáticamente, los flancos. A continuación y sub-conjuntados son enviados a la línea de producción de flancos, el pavimento y los soportes de las suspensiones delantera y trasera. Después, en estas líneas se efectúan sucesivas operaciones de soldadura, por las que cada subgrupo es poco a poco ensamblado y crece a cada paso, a lo largo de la cadena de montaje. En otras 2 áreas son ensamblados los subgrupos delantero y trasero de la estructura del vehículo.

En este punto, el pavimento y las estructuras delantera y trasera son enviados a una línea de producción, comúnmente dispuesta en carrusel (serie de estaciones distribuidas según una forma circular o elíptica), de donde sale el piso completo del vehículo. El piso es unido sucesivamente a los flancos y al techo (preparado aparte en otra zona) para formar el conjunto de la «carrocería nuda».

La carrocería así formada se envía a la línea de ensamblaje final, donde se completan y revisan las soldaduras, se efectúa un calibrado (control y ajuste) de los alojamientos del parabrisas y la luneta, y se montan los guardabarros y otros eventuales paneles externos, corrigiendo con pulidoras (bruñidoras del tipo de disco) los arañazos superficiales que pudieran haberse producido durante los trabajos precedentes. Finalmente, se montan las bisagras con la ayuda de útiles adecuados de referencia y más tarde las puertas y los capós. Superado el control final con las eventuales y pequeñas reparaciones, la carrocería pasa a la operación de pintado.

Los utilajes típicos de base, ya sea para las producciones de series pequeñas como para las grandes series, son los mascarones de ensamblaje (potros de centraje) más o menos complejos, que tienen la misión de mantener en posición durante la soldadura los elementos estampados y, en algunos casos, efectuar cierta presión de ajuste entre los trozos de chapa. Están generalmente formados por un bastidor de soporte o una plataforma metálica, sobre los que se encuentran los útiles adecuados y referencias para la exacta colocación de los elementos que se han de ensamblar.

Una serie de brazos articulados a lo largo del bastidor o sobre la plataforma de base llevan en sus extremos las pinzas de bloqueo de las piezas, que son accionadas manualmente o bien por pistones hidroneumá-ticos. Otras pinzas sueltas pueden ser colocadas en posición por el operario para mejorar ulteriormente el ajuste de los trozos de chapa. Una vez situados y fijados entre sí los elementos de la carrocería, se efectúa la soldadura.

En los párrafos siguientes se hace referencia a los métodos utilizados normalmente para efectuar las soldaduras en el ensamblaje de los automóviles, con especial atención a la descripción de los procesos que por sus características se adaptan mejor a los trabajos en cadena y su automatización.

La soldadura por resistencia es la que se utiliza más frecuentemente, dado que en ciertos aspectos resulta la más económica y para algunos tipos de utilajes permite mayor elasticidad de fabricación aparte de no requerir una mano de obra muy especializada. Puede ser de varias clases: de puntos simples, de puntos múltiples, por proyección, con rodillos, de contacto por resistencia y de contacto por centelleo; además, se emplean máquinas de ribetear, engrapar y soldar por resistencia.

En menor escala se aplica la soldadura eléctrica al arco en sus variadas formas, ya sea automática o manual. Aún menos se emplean las soldaduras oxiacetilénicas, las soldaduras por capilaridad y el estañado, a causa de los problemas cualitativos que representan, la necesidad de utilizar una mano de obra muy especializada y la mayor duración de su realización. La soldadura por resistencia es de aplicación general tanto para ensamblar entre sí los pequeños elementos como para unir los subgrupos y grupos finales.

La soldadura al arco eléctrico es usada principalmente para las partes estructurales y de seguridad, para las que se requiere una mayor garantía, fiabilidad y resistencia de las juntas, o bien en aquellas juntas de estanquidad cuya accesibilidad resulta difícil para las soldadoras por rodillos de fleje continuo.

La soldadura por capilaridad y el estañado son normalmente soldaduras de acabado estético, con funciones de cobertura de las uniones entre las chapas de recubrimiento externo.

En los últimos años y en substitución de la soldadura, se ha ido difundiendo el uso de adhesivos estructurales a base de resinas epoxídicas, sobre todo en aquellas posiciones cuyas exigencias de naturaleza estética obligan a tomar precauciones o, sin más, están impidiendo la soldadura, como por ejemplo en las armazones de los capós y del techo.
El número de puntos de soldadura varía según que la carrocería sea del tipo de piso o portante (con muchas piezas externas atornilladas) o monocasco; en cualquier caso son del orden de millares.

Las soldadoras por resistencia clásicas están constituidas por una parte fija (que comprende el transformador y el sistema de regulación que da la cadencia, el tiempo de soldadura, la intensidad de corriente, la presión de contacto de los electrodos, etc.) y de una punteadora móvil, provista de unas palancas que son accionadas a mano por el operario. Muy similares a estas soldadoras son las máquinas móviles de soldadura con rodillos, utilizadas para unir el techo a los flancos y para soldar los depósitos de combustible; en este caso, en lugar de electrodos de punta troncocónica se emplean 2 rodillos de cobre que se.pueden separar entre sí para permitir intercalar los trozos de chapa arrastrados por una rueda acoplada a un motor eléctrico. En la fase de preparación de los elementos, se usan también soldadoras pun-teadoras fijas, y asimismo se utilizan máquinas fijas para la soldadura por proyección de los pequeños elementos de gran espesor, como las bisagras de las puertas. Con el aumento de los ritmos de producción, estas máquinas y utilajes son cada vez más complicados y automáticos.

Para producciones elevadas y donde el tipo de soldadura lo permite se emplean soldadoras múltiples, capaces de efectuar simultáneamente toda una serie de puntos. En las producciones de series importantísimas muchos subconjuntos y el ensamblaje final se realizan mediante máquinas transferí, que además de situar las piezas, sueldan simultáneamente decenas de puntos y transfieren las mismas de una estación a la siguiente.

Para las soldaduras de algunos puntos especiales, donde el trabajo humano puede ser fatigoso o dificultoso, o bien simplemente para automatizar la producción, algunos fabricantes han adoptado robots capaces de efectuar movimientos similares a los de un brazo humano.

En el Chevrolet Vega 2300, producido a un ritmo de 100 o mas unidades por hora, se ha efectuado un estudio profundo del fraccionamiento de la carrocería, que ha permitido reducir en un 50 % el número de piezas componentes respecto a un vehículo convencional norteamericano; por tanto, la carrocería es preensamblada con un número reducido de puntos de soldadura, efectuados manualmente, y más tarde es enviada a una línea soldadora automática, donde se efectúa el 95 % restante de las soldaduras. En substitución de las soldaduras múltiples se utilizan simples pinzas guiadas por un sistema automático, que facilita su posición a lo largo de la carrocería. El sistema de control automático de la soldadura es dirigido por un tablero luminoso, que indica la pinza o la posición de la soldadura en la que se presentan los inconvenientes.

Esta mecanización acelerada ha permitido asegurar el control del proceso hasta los mínimos detalles, cosa imposible en el caso de las operaciones manuales sujetas a factores incontrolables. Con las máquinas automáticas, además de reducir el trabajo manual es posible obtener resultados uniformes contribuyendo a mantener constante la calidad de la producción.

Soldadura por resistencia con punteadora - Es la más usada en las líneas de ensamblaje. Puede ser automática o manual. En rojo se indican las zonas que quedan soldadas al paso de la corriente eléctrica.

Soldadura por puntos múltiples - Los electro dos sueldan simultáneamente o en sucesión, accionados por un mando neumático. Este sistema es usado sobre todo para el piso y los flancos laterales.

Soldadura por proyección - La chapa esestam pada con unos resaltes (en rojo) a través de los cuales se concentra la corriente de soldadura que provoca la fusión. Se utiliza sobre todo para soldar tuercas v bisagras.

Soldadura con rodillos - Los electrodos están formados por 2 rodillos de cobre que producen una soldadura completa de la chapa. Normalmente se usa para el techo, los guardabarros, el depósito de combustible y otras partes estancas.
Soldadura al arco - En este caso el electrodo también se funde y constituye el material de aportación. Se aplica para los elementos de fuerza del bastidor y para asegurar las retenciones de agua en las aristas de la carrocería.

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