Juntas de filete en Brazing de horno

– Échale harta pasta para que quede bien el filete – propone el Inge en su BPS (Brazing procedure specification)
– Nos salieron poros y grietas – indica el inspector
– 😱

Existe por ahí la creencia popular en Brazing de que mientras más grueso luzca el filete, mayor será la resistencia de la junta. Respuesta metalúrgica: depende. Lo que buscamos en la inspección visual de un filete por brazing es un indicativo de que hubo la fusión del aporte (Brazing Filler Metal) y que existió capilaridad, sin embargo la resistencia de la junta la va a determinar el metal que difundió al interior del gap.

De hecho, algunos especialistas sugieren que mientras menos material se observe en el exterior (menisco) mucho mejor. El menisco debe lucir cóncavo por 3 razones:

✅ Es un indicativo que existió una «fluidez» adecuada y que logramos una buena difusión/aleación en al interior de la junta
✅ Indica que hubo una buena preparación superficial de la junta (limpieza)
✅ Indica que la atmósfera está haciendo su trabajo de protección.

Piensen en esto: mientras más material exista en el filete, mayor la superficie y por lo tanto mayor posibilidad de poros y grietas. Es por eso que este tipo de parámetros deben quedar bien definidos en la BPS como nos lo indica CQI-29, la evaluación de procesos de Brazing de AIAG.

Si deseas conocer mas del tema, te recomiendo un artículo escrito por Dan Kay en Industrial Heating sobre las juntas de filete en Brazing. Comparto el enlace aquí. Para conocer más de CQI-29, contacta a los especialistas de GTS Academy y pregunta por el taller en gestión de procesos de Brazing.

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ISO/IEC 17025 Accredited Laboratory Specialized in Pyrometry

Victor Zacarias

Víctor Zacarías is a Metallurgical Engineer from the University of Queretaro with studies in Strategic Management from Tec de Monterrey. With over 15 years of experience in Heat Treatment Management, he is currently the Managing Director of Global Thermal Solutions México. He has conducted numerous courses, workshops and assessments in México, United States, Brazil, Argentina and Costa Rica. He has been member of the AIAG Heat Treat Work Group (CQI-9 committee) and the SAE Aerospace Materials Engineering Committee (AMS2750).

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¿Qué es CQI-29 (Evaluación del Sistema de Brazing)?

Las evaluaciones de procesos especiales de AIAG (CQIs) se están volviendo parte indispensable del sistema en la industria automotriz. Si bien existen desde tiempo atrás, fue hasta el 2016 con la revisión de IATF 16949 que se empezó a promover su uso con fuerza: CQI-9 (Heat Treat), CQI-11 (Plating), CQI-12 (Coating), CQI-15 (Welding), CQI-17 (Soldering) y ahora CQI-29 (Brazing)

La Evaluación del Sistema de Brazing

Hablando del proceso de Brazing, hasta el año 2021 teníamos un reto particular (además de la pandemia): no existía una CQI especifica para evaluar este proceso. Algunos OEMs como Ford y GM hacía referencia a CQI-9… lo cual funcionaba de alguna manera para procesos de CAB y hornos de vacío pero dejaban fuera los procesos de antorcha e inducción. Otra solución era usar CQI-15 (Welding) o CQI-17 (Soldering) pero nuevamente dejaba de lado las características únicas del Brazing. La solución: AIAG nos presenta este año una evaluación especial para auditar los procesos de brazing en la industria automotriz: CQI-29!

CQI-29: Evaluación de Sistema de Brazing, 1a Edición

Para los que son nuevos en el mundo de las evaluaciones de procesos especiales, la pregunta es ¿Y esto con qué se come?

En realidad es muy sencillo, la CQI-29 nos sirve para evaluar la capacidad que tiene una organización para cumplir con los requerimientos del cliente, en este caso en términos del proceso de brazing.

Para los que ya tienen experiencia en evaluaciones de procesos especiales: imaginen que CQI-9 y CQI-15 se casan y tienen una hija.

¿Quién evalúa el cumplimiento de CQI-29?

Como la mayoría de los documentos de AIAG, CQI-29 es una herramienta de autogestión. Es decir, no hay una certificación por parte de un organismo de tercera parte, sino que la evaluación se usa entre las mismas organizaciones. Para este propósito, el procedimiento de CQI-29 nos indica las calificaciones del auditor (o grupo auditor) para poder conducir la evaluación:

  • Que cuente con experiencia en auditoría interna de sistemas de calidad
  • Que posea experiencia en el proceso de brazing (mínimo de 5 años)
  • Que esté familiarizado con el uso de las Core Tools

¿Cómo se lleva a cabo la evaluación CQI-29?

Una vez que cuentas con un auditor calificado, el procedimiento de evaluación se puede sintetizar en los siguientes pasos:

  1. Obtener la CQI-29. Este documento se adquiere directamente a través de AIAG en el sitio https://www.aiag.org/store/publications/details?ProductCode=CQI-29
  2. Identificar todos los procesos aplicables. CQI-29 contempla 4 procesos: CAB (brazing de atmósfera controlada), Hornos al vacío, Flama (antorcha) e Inducción.
  3. Completar la evaluación y un job audit. Los formatos de excel que acompañan el documento CQI-29 nos indican paso a paso todos los requisitos que debe de cumplir una operación de brazing. En primer lugar, la pestaña Brazing System Assessment (BSA) enlista los requisitos de todo el sistema y cuentan con un campo para documentar la evidencia durante la auditoría. Una vez completada la pestaña BSA, se debe proceder a conducir por lo menos un Job Audit, lo cual es una auditoría sobre un número de parte corriendo en producción real que nos permitirá confirmar lo que previamente evaluamos de manera documental.
  4. Abordar todos los requisitos no satisfechos. Al igual que cualquier auditoría de sistema, si durante la evaluación se identificara incumplimiento con alguno de los requisitos, se debe realizar un análisis de causa raíz y determinar acciones conforme al procedimiento de la organización para acciones correctivas.
  5. Completar las acciones correctivas. De acuerdo al procedimiento de CQI-29, se cuenta con un periodo de 90 días para el cierre de las acciones correctivas.

Thermal Management

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Al igual que otros procesos que implican el uso de un horno, CQI-29 tiene una sección especial para pirometría, la cual merece una atención particular. La sección 8 de la evaluación describe los requisitos de medición de temperatura para procesos de brazing que emplean equipos de procesamiento térmico (hornos o muflas). Dicha sección (qué es abordada a profundidad en la pestaña Thermal Management), describe puntualmente los requisitos para:

  • Termopares. Su aplicación, calibración inicial, re-uso y reemplazo (dependiendo de la aplicación) y documentación
  • Instrumentación. Requisitos, calibración, resolución, limitaciones en el uso de offsets (si aplica) y documentación
  • Pruebas System Accuracy Test (SAT). Aplicación, procedimiento, frecuencias y criterios de aceptación para la verificación de los sistemas de temperatura, así como su documentación
  • Pruebas Temperature Uniformity Survey (TUS). Requisitos, parámetros y criterios de aceptación para las pruebas de uniformidad de temperatura de hornos, así como su documentación

Conclusión

Hay una razón muy simple por la cual se ha popularizado el empleo de las CQIs: ¡funcionan!

La implementación de evaluaciones de procesos especiales ha demostrado con cifras duras que se puede alcanzar mejora continua, reducir variación y disminuir desperdicio dmanera sistemática.

Si como encargado del proceso de brazing es tu primer acercamiento a esta herramienta, te invito a que platiques con especialistas de otros procesos especiales para que lo confirmes personalmente. Contar con esta herramienta para el proceso de brazing es una buena noticia para toda la cadena de valor de la industria automotriz

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Victor Zacarias

Víctor Zacarías is a Metallurgical Engineer from the University of Queretaro with studies in Strategic Management from Tec de Monterrey. With over 15 years of experience in Heat Treatment Management, he is currently the Managing Director of Global Thermal Solutions México. He has conducted numerous courses, workshops and assessments in México, United States, Brazil, Argentina and Costa Rica. He has been member of the AIAG Heat Treat Work Group (CQI-9 committee) and the SAE Aerospace Materials Engineering Committee (AMS2750).

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¿Problemas con Brazing? – 5to. Simposio Abbott, Puebla 2019

El brazing como proceso de manufactura es fascinante pero en ocasiones mal entendido. Algunos lo traducen al castellano como “soldadura fuerte” para identificarlo como un proceso de unión, pero técnicamente no es soldadura porque solo hay fusión del aporte. Una vez que que queda claro que no es un proceso de soldadura, el problema ahora es comprender los fenómenos físicos involucrados en la obtención una unión adecuada: fusión, tensión superficial, capilaridad, viscosidad, difusión. Por si no fuera poco, una vez que se entendieron los fenómenos físicos, quedan las incógnitas del control ¿Cuál es la temperatura adecuada? ¿Qué atmósfera que debo usar? ¿Cómo se que mi equipo es adecuado para procesar piezas de manera consistente? También te puede interesar: Pirometría: La clave para un Tratamiento Térmico confiable en la industria Automotriz y Aeroespacial

Sección transversal de un ensamble de tres piezas a través del proceso de brazing en horno. El metal de aporte se funde gradualmente y fluye entre los espacios del ensamble para posteriormente enfriarse y formar una sola pieza sólida a la salida del horno. ASM Metals Handbook Desk Edition.

Si tu también tienes estas preguntas y deseas obtener un conocimiento mas profundo sobre el interesante tema del brazing, Tratamiento Térmico MX te invita a asistir al próximo Simposio Abbott que este año se llevará a cabo en la ciudad de Puebla, México. Por 5to. año consecutivo, el simposio reúne en un solo foro a los expertos del tema, en donde se exponen desde conceptos fundamentales hasta aplicaciones avanzadas en:

  • Metales de aporte
  • Diseño de juntas
  • Control de temperatura y atmósfera
  • Requerimientos de cliente y CQI-9
  • Mantenimiento de hornos continuos y generadores
  • Resolución de problemas
  • Prácticas seguras
  • Optimización de equipo

Este evento está dirigido a personal de ingeniería, calidad, mantenimiento y todos aquellos involucrados en procesos de brazing para la industria automotriz y de manufactura. La dinámica con los ponentes es única en su tipo pues los organizadores incentivan a los asistentes a traer problemas específicos e incluso piezas de producción para su análisis.

Para mayor información del evento, pueden contactar a Julianne Inzana al correo jinzana@abbottfurnace.com y Carlos García al correo cgarcia@abbottfurnace.com o visita su sitio web en la siguiente liga: Abbott Furnace Company ¡Nos vemos pronto en Puebla!

 

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Los mejores eventos en Tratamiento Térmico para el 2019

Trabajar en Tratamiento Térmico viene acompañado de un reto (bueno varios, pero hoy voy a hablar de uno en particular). Dado el grado de especialización del giro, la oferta de capacitación y entrenamiento es limitada. Afortunadamente en años recientes se han organizado con mayor frecuencia eventos técnicos que nos permiten continuar aprendiendo y aplicar mejoras. El año 2019 no es la excepción y es por eso que hoy los comparto los eventos que ya están confirmados en México y USA:

  • Semana Nacional de Hornos. Marzo 2019, León, Mx. Un evento muy completo en términos de temática: Combustión, Refractarios, Temple por Inducción, Atmósferas controladas. Organizado por Carrasco Hornos Industriales

    Sesión Técnica GTS 2018: AMS2750 & CQI-9

  • Sesión Técnica en CQI-9. Abril 2019, Saltillo, Mx. Evento especializado en temas de pirometría: Auditoría, Metrología de Temperatura, Pruebas conforme a CQI-9. Organizado por Global Thermal Solutions.
  • Abbot Furnace Symposium. Mayo 2019, Puebla, Mx. Un evento que ha venido ganando reconocimiento cada año por el excelente nivel técnico. Muy atractivo para aquellos interesados en Brazing, Sinterizado, Mantenimiento de Hornos de Banda, Control de Atmósferas y Gestión de Calidad en procesos especiales. Organizado por Abbott Furnace Co.
  • Jornada Tratamientos Térmicos. Mayo 2019: Querétaro, Mx. Exposición de proveedores especializados en Tratamientos Térmicos. Organizado por Metal Spain.
  • Reuniones del Capítulo México de ASM International. Distintas sedes 2019. La organización de especialistas en metalurgia y materiales mas grande del mundo ahora cuenta con representación en México y tiene la misión de conectar a los miembros del gremio a través de publicaciones, bases de datos, cursos y eventos. Este año, el capítulo México tiene planeadas distintos eventos de networking para conectar con miembros y no-miembros. Mayores informes ASM International Mexico Chapter.
  • Heat Treat 2019. Octubre 2019, Detroit, USA. Considerado el evento mas importante en Norteamérica por la mezcla del programa técnico y su exhibición. Organizado por ASM Heat Treat Society.

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Furnace Brazing: 3 important factors to have in mind

BRAZING comprises a group of joining processes in which coalescence is produced by heating to a suitable temperature above 450 °C (840 °F) and below the solidus temperature of the base metal. The most common heating methods available for brazing can be summarized in the following table:

Furnace brazing is by far the most popular method due to the comparatively low equipment cost, furnace adaptability, and minimal required jigging. It is a low-cost process relative to other processes specially when a high-volume production output is the primary factor.

It is a common process used both in automotive and aerospace industries but highly misunderstood so, we would like to share 3 important factors in this entry to grasp better this procedure

Furnace design and uniformity

The brazing temperature, which is significantly higher than those used in heat treatment of steel, imposes special considerations on furnace design, including the degree of  temperature uniformity that can be maintained, the time required to heat the workpieces to the brazing temperature, and the weight of the load that can be supported at 1100 °C (2000 °F) without sagging of furnace fixtures.

Atmospheres

The atmospheres used in furnace brazing serve essentially to protect the steel assemblies from oxidation or scaling and to assist the flow of filler metal by promoting wetting of steel surfaces. Both functions require a gas atmosphere that is reducing. When required, the atmosphere may also serve to maintain the carbon content of the steel by preventing carburization or decarburization at elevated temperatures.

High-temperature brazing using a BCu or  high-temperature copper alloy filler metals can be conducted in hydrogen or dissociated ammonia atmospheres. Low-temperature brazing using BAg series filler metals also is possible when hydrogen or dissociated ammonia atmospheres re used. Endothermically generated atmospheres containing 14-16% hydrogen can also be used for properly cleaned carbon steels.

Filler Metals

Selection of the proper filler metal depends on strength and temperature requirements. The AWS BAg series of filler metals generally has good long-term strength at temperature up to 200 °C (400 °F). Some of the higher temperature filler metals, such as BAg-13 and BAg-13a, can be used for joints that require high strength up to 425 °C (800 °F). The BCu filler metals, which are the most commonly employed, are generally used for service up to 480 °C (900 °F).

 

At Global Thermal Solutions, we can help you to conduct temperature uniformity surveys and temperature profiles to achieve consistent results in brazing processes. To learn more, suscribe to our blog or follow us in LinkedIn

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Víctor Zacarías is a Metallurgical Engineer from the University of Queretaro with studies in Strategic Management from Tec de Monterrey. With over 15 years of experience in Heat Treatment Management, he is currently the Managing Director of Global Thermal Solutions México. He has conducted numerous courses, workshops and assessments in México, United States, Brazil, Argentina and Costa Rica. He has been member of the AIAG Heat Treat Work Group (CQI-9 committee) and the SAE Aerospace Materials Engineering Committee (AMS2750).

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