Engarce (unión)

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El engarce es un método para unir dos o más piezas de metal u otro material dúctil deformando una o ambas para sujetar la otra. La curva o deformidad se denomina engarce . ^{[1] [2]} Las herramientas de engarce se utilizan para crear engarces.

El engarce se utiliza ampliamente en la metalurgia , incluso para contener balas en casquillos de cartuchos , para conexiones eléctricas y para asegurar tapas en latas de alimentos de metal . Debido a que puede ser una técnica de trabajo en frío, el engarce también se puede utilizar para formar una unión fuerte entre la pieza de trabajo y un componente no metálico. También se utiliza para conectar dos piezas de masa de alimentos .

Para crear engarces se utiliza una herramienta de engarce o herramienta de crimpado . Las herramientas de engarce varían en tamaño, desde pequeños dispositivos portátiles hasta máquinas de sobremesa utilizadas para fines industriales y grandes máquinas de procesamiento de cables totalmente automáticas para producción de gran volumen. ^{[1] [2]}

Para el crimpado eléctrico, existe una amplia variedad de herramientas de crimpado, y generalmente están diseñadas para un tipo y tamaño específico de terminal. Las herramientas de mano (a veces llamadas alicates de crimpado ) son comunes. Estas suelen utilizar un mecanismo de trinquete para garantizar que se haya aplicado suficiente fuerza de crimpado. Además de las herramientas de mano, las herramientas de crimpado también pueden incluir tipos hidráulicos sofisticados accionados eléctricamente y herramientas operadas por batería que cubren todo el rango de tamaños y tipos de conductores, diseñadas para operaciones de producción en masa. ^[3]

Un engarce eléctrico es un tipo de conexión eléctrica sin soldadura que utiliza presión física para unir los contactos. Los conectores de engarce se utilizan normalmente para terminar cables trenzados. ^[4] El cable pelado se inserta a través de la abertura del tamaño correcto del conector y se utiliza una crimpadora para apretar firmemente la abertura contra el cable. Dependiendo del tipo de conector utilizado, se puede unir a una placa de metal con un tornillo o perno independiente o simplemente se puede atornillar utilizando el propio conector para realizar la unión como un conector F.

Las ventajas del engarce en comparación con la soldadura y el enrollado de cables incluyen:

• Un engarce bien diseñado y bien ejecutado está diseñado para ser hermético al gas, lo que evita que el oxígeno y la humedad lleguen a los metales (que a menudo son metales diferentes) y provoquen corrosión.
• Como no se utiliza ninguna aleación (como en la soldadura), la unión es mecánicamente más fuerte ^[6]
• Las conexiones engarzadas se pueden utilizar para cables de secciones transversales pequeñas y grandes, mientras que solo se pueden utilizar cables de sección transversal pequeña con envoltura de cable ^{[6] [3]}

El engarce se realiza normalmente insertando primero el terminal en la herramienta de engarce . El terminal debe colocarse en el cilindro de engarce del tamaño adecuado. A continuación, se inserta el cable en el terminal con el extremo del cable al ras de la salida del terminal para maximizar el contacto transversal. Por último, se utilizan los mangos de la herramienta de engarce para comprimir y remodelar el terminal hasta que se suelde en frío sobre el cable. ^[3]

La conexión resultante puede parecer suelta en los bordes del terminal, pero esto es deseable para que no tenga bordes afilados que puedan cortar los hilos exteriores del cable. Si se ejecuta correctamente, la parte central del engarce quedará estampada o conformada en frío.

También se utilizan conectores de crimpado más especializados, por ejemplo, como conectores de señal en cables coaxiales en aplicaciones de altas frecuencias de radio ( VHF , UHF ) ( ver más abajo ^{[ anclaje roto ]} ). Estos a menudo requieren herramientas de crimpado especializadas para formar el crimpado adecuado. ^[7]

Los contactos engarzados son permanentes (es decir, los conectores y los extremos del cable no se pueden reutilizar). ^[8]

Los conectores crimpeados se fijan insertando el extremo pelado de un cable trenzado en una parte del conector, que luego se deforma mecánicamente comprimiéndolo ( crimpándolo ) firmemente alrededor del cable. ^[9] El crimpeado se realiza generalmente con una herramienta de crimpeado especial, como alicates de crimpeado . Una idea clave detrás de los conectores crimpeados es que la conexión terminada debe ser hermética al gas .

Las conexiones de engarce eficaces deforman el metal del conector más allá de su límite elástico , de modo que el cable comprimido provoca tensión en el conector circundante, y estas fuerzas se contrarrestan entre sí para crear un alto grado de fricción estática que mantiene el cable en su lugar. Debido a la naturaleza elástica del metal en las conexiones de engarce, son altamente resistentes a la vibración y al choque térmico . ^[10]

Existen dos clases principales de engarces de cables: ^[11]

• Los engarces de barril cerrado tienen una abertura cilíndrica para un cable y la herramienta de engarce deforma la sección transversal circular original del terminal para darle otra forma. Este método de engarce es menos resistente a la vibración.
• Los terminales de barril abierto tienen "orejas" de metal con forma de V o U, y el terminal de engarce las dobla y pliega sobre el cable antes de prensar el cable al terminal. Se afirma que los terminales de barril abierto son más fáciles de automatizar porque evitan la necesidad de canalizar el cable trenzado en la abertura estrecha de un terminal de barril.

Además de su forma, los conectores engarzados también se pueden caracterizar por su aislamiento (aislado o no aislado) y si se engarzan sobre el conductor o conductores de un cable ( engarce de cable ) o su aislamiento ( engarce de aislamiento ). ^[12]

Las conexiones engarzadas son alternativas comunes a las conexiones soldadas. Existen consideraciones complejas para determinar qué método es el adecuado; las conexiones engarzadas a veces se prefieren por estos motivos:

• Más fácil, más barato o más rápido de reproducir de forma fiable en una producción a gran escala.
• Menos procesos peligrosos o dañinos involucrados en la terminación (las conexiones soldadas requieren una limpieza agresiva, calor elevado y soldaduras posiblemente tóxicas)
• Características mecánicas potencialmente superiores debido al alivio de tensión y la falta de absorción de soldadura.

Los conectores engarzados cumplen numerosos usos, incluida la terminación de cables en terminales de tornillo , terminales de cuchilla , terminales de anillo/horquilla , empalmes de cables o varias combinaciones de estos. Un conector en forma de tubo con dos engarces para empalmar cables en línea se denomina conector de empalme a tope .

Los terminales de crimpado de un solo cable incluyen:

• Cuchilla o desconexión rápida (por ejemplo, Faston o Lucar )
• Bala (por ejemplo, Shur-Plug)
• Empalme a tope
• Lengua de bandera
• Lengua rectangular
• Lengua de gancho
• Lengüeta de pala ( con brida , resorte corto , resorte largo )
• Lengüeta de anillo ( ranurada , desplazada )
• Perno múltiple
• Packard 56
• Pasador (SAE/J928) ^[18]
• Pasador de alambre

El crimpeado también es una técnica común para unir cables a un conector multipines, como en los conectores Molex o los conectores modulares .

Los conectores circulares que utilizan contactos de crimpado se pueden clasificar como de liberación trasera o de liberación frontal , haciendo referencia al lado del conector donde se anclan los pines: ^[19]

• Los contactos de liberación frontales se liberan desde la parte frontal (lado del contacto) del conector y se quitan desde la parte posterior. La herramienta de extracción se acopla a la parte frontal del contacto y lo empuja hacia la parte posterior del conector.
• Los contactos de liberación traseros se liberan y se retiran de la parte trasera (lado del cable) del conector. La herramienta de extracción libera los contactos de la parte trasera y saca el contacto del retenedor.

Las conexiones de crimpado se utilizan normalmente para conectar conectores de RF, como los conectores BNC , a cables coaxiales ^[20] rápidamente, como una alternativa a las conexiones soldadas . Normalmente, el conector macho se fija mediante crimpado a un cable y el conector hembra se fija, a menudo mediante conexiones soldadas, a un panel del equipo. Se utiliza una herramienta eléctrica o manual especial ^[21] para ajustar el conector. Para preparar el cable para el crimpado se utilizan pelacables que pelan la cubierta exterior, la malla de blindaje y el aislamiento interior a las longitudes correctas en una sola operación ^{[22] .}

Una conexión engarzada solo será confiable si se cumplen una serie de criterios:

• Todas las hebras se han deformado lo suficiente para fluir en frío hacia el cuerpo terminal ^[23]
• La fuerza de compresión no es ni demasiado ligera ni demasiado fuerte ^[24]
• El cuerpo del conector no está demasiado deformado.
• Los cables deben estar en buenas condiciones de funcionamiento y no pueden tener raspaduras, mellas, cortes ni otros daños.
• El aislamiento no debe mostrar signos de pellizcos, tirones, deshilachados, decoloración o carbonización ^[25]
• No se dejan grandes huecos dentro del engarce (causados ​​por no haber suficiente cable dentro del conector)
• El cable debe tener tantos hilos como sea posible, de modo que unos pocos cables dañados o no insertados no afecten negativamente la densidad de engarce y degraden así las propiedades eléctricas y mecánicas de la conexión. ^[6]

Se pueden preparar micrografías de las conexiones engarzadas para ilustrar engarces buenos y malos con fines de capacitación y control de calidad. La conexión ensamblada se corta en sección transversal, se pule y se lava con ácido nítrico para disolver el polvo de cobre que pueda estar llenando los espacios vacíos, lo que da lugar a una indicación falsa de un engarce bueno.

El engarce se utiliza más ampliamente en la metalurgia . El engarce se utiliza comúnmente para fijar balas en sus casquillos , para conexiones eléctricas rápidas pero duraderas , para asegurar tapas de latas de alimentos de metal y para muchas otras aplicaciones.

En la fabricación de joyas, se utilizan cuentas de engarce o tubos de engarce para realizar uniones seguras en alambres finos, como los que se utilizan en broches o lazos de corbata. Se coloca un sello de plomo engarzado (u otro metal blando) para asegurar los alambres que se utilizan para asegurar los sujetadores en los aviones, o para proporcionar evidencia visual de manipulación al asegurar un medidor de servicios públicos o como sello en los contenedores de carga.

En plomería , en algunas jurisdicciones existe una tendencia hacia el uso de accesorios engarzados para unir tuberías metálicas, en reemplazo de la tradicional soldadura o "soldadura" de las juntas. Esta tendencia se debe en parte a mayores restricciones o prohibiciones de procesos que involucran llamas abiertas, que ahora pueden requerir costosos permisos especiales.

Al unir segmentos de tubos de chapa metálica tubular, como por ejemplo para conductos de humos para estufas de leña, bajantes para canaletas de lluvia o para la instalación de conductos de ventilación, se trata un extremo de un tubo con una herramienta de engarce para hacer una junta deslizante en la siguiente sección del conducto. La junta no será hermética, pero será adecuada para transportar fluidos a baja presión. Se pueden disponer juntas de engarce para evitar la acumulación de suciedad.

El engarce se utiliza a menudo alrededor de los bordes de las tartas y de las pastas rellenas , como los raviolis, para sellar el interior uniendo las capas de masa superior e inferior. Esto se puede hacer con los dedos, un tenedor o una herramienta de engarce. Una tenaza dentada, también conocida como rueda de engarce, consta de un mango y una rueda con un patrón ondulado. También existen tenazas de engarce.

La técnica de soldar cables se ha mantenido común durante al menos un siglo, sin embargo, los terminales de crimpado comenzaron a usarse a mediados del siglo XX. En 1953, AMP Incorporated (ahora TE Connectivity ) introdujo terminales de barril de crimpado , y en 1957 Cannon Brothers experimentó con contactos mecanizados que integraban barriles de crimpado. ^[27] Durante la década de 1960, se publicaron varios estándares para conectores de crimpado, incluidos MS3191-1, MS3191-4 y MIL-T-22520. En 2010, el estándar predominante para conectores de crimpado cambió a MIL-DTL-22520. ^[28]

• Alicates

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