UNIONES. Uniones desmontables. Uniones articuladas. Uniones provisionales. Uniones permanentes. SOLDADURA.

Transcripción

1 UNIONES. Uniones desmontables. Uniones articuladas. Uniones provisionales. Uniones permanentes. SOLDADURA. Definición. Características. Continuidad metálica. Procedimientos de soldeo. Tipos de Juntas. Posiciones de soldadura. Designación de los procesos de soldeo 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 1 de 19

2 CLASES DE UNIIÓN La construcción metálica parte de los productos suministrados por el fabricante en determinadas formas: chapas, perfiles para someter a estos a procesos de corte, trazado y conformado con el fin de construir un determinado producto. Lo que nos obliga a utilizar procesos de unión de los distintos materiales para que formen parte del conjunto que se pretenden construir. TIPOS DE UNIÓN En función de las características de los distintos procesos de unión utilizados podemos hacer la siguiente clasificación: Desmontables Articuladas Provisionales Permanentes Uniones desmontables: Se realizan encajando las piezas entre sí o bien mediante elementos en los que al menos una parte es fácilmente desmontable. 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 2 de 19

3 Estas uniones se realizan por procedimientos exclusivamente mecánicos empleando: Pernos. Muy utilizados. Tornillos para piezas pequeñas. Espárragos. Cuando una de las caras es inaccesible y no se puede introducir un perno. Racores para tuberías. 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 3 de 19

4 Uniones Articuladas: Uniones que dejan cierta libertad de movimientos a alguna de las piezas que la forman, normalmente de rotación. (Bisagras). Uniones Provisionales: Para inmovilizar las piezas en una posición y luego realizar la unión definitiva. (Pernos, puntos de soldadura, etc..) Uniones Permanentes: Son las uniones más utilizadas en calderería y las podemos clasificar como: Uniones térmicas (soldadura). Uniones mecánicas: 1. Engatillado.- Consiste en curvar las piezas en forma de gancho y encajar los extremos uno en otro. 2. Remachado.- Cilindros que atraviesan las piezas a unir, aprisionándolas una contra la otra entre las dos cabezas de los remaches. 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 4 de 19

5 3. Zunchado.- Sirve para encajar unas piezas en otras y darles mayor rigidez o protección a recipientes. Se basa en el efecto dilatacióncontracción. Es decir, calentando una de dos piezas iguales, esta se dilata, pudiendo entonces encajarse y al dejarla enfriar quedará perfectamente ajustada. Se utiliza muy a menudo en calderería. SOLDADURA Definición.- Soldar es reunir las partes integrantes de una construcción, asegurando la continuidad de la materia entre estas partes. Continuidad.- Por continuidad se entiende no solo la de carácter geométrico, sino la homogeneidad en todo tipo de propiedades. Para conseguir la continuidad es necesario salvar: Distancias (debidas a la rugosidad superficial o a la preparación de bordes). Posible suciedad, que puede ser: o Previa. o Generada en el propio proceso. La continuidad puede establecerse: 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 5 de 19

6 Directamente entre las piezas a unir (Soldeo sin metal de aporte). Con la ayuda de metal de aportación. En la continuidad, por ser la principal característica de la soldadura, radican sus principales ventajas e inconvenientes. VENTAJAS E INCONVENIENTES Entre las ventajas, con relación a otros tipos de uniones, podemos citar: Ligereza: Menos peso que muchas otras uniones. Suavidad en la transmisión de esfuerzos: Consecuencia de la homogeneidad de la junta con respecto al resto del material. Estanqueidad: Bien ejecutado, no hay ninguna otra unión que la aventaje. Igual resistencia a la corrosión, temperaturas, etc., que las piezas a unir: También consecuencia de la homogeneidad. Amplias posibilidades de diseño: Presenta excelentes soluciones en proyectos. Unión de cualquier espesor: Solamente hay que elegir el procedimiento adecuado. Facilidad de ejecución en montaje. Entre los inconvenientes podemos citar: 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 6 de 19

7 Dificultad para medir el grado de consecución: Como procedimiento de fabricación especial habría que destruir la soldadura para conocer su calidad. No presenta barreras a la rotura: La homogeneidad del material no presenta interrupciones ante un inicio de rotura. CONTINUIDAD METÁLICA La continuidad puede conseguirse mediante: Soldeo por fusión.- Fusión de las piezas a unir y del metal de aporte si se utiliza. Soldeo heterogéneo.- Las piezas a unir no llegan a fundirse y el metal de aporte aplicado sirve de puente entre ellas. Soldeo en fase sólida.- Las distancias que imponen las rugosidades superficiales se eliminan por deformación de las piezas a unir. Soldeo por fusión Consiste en una fusión localizada de las piezas a unir (baño de fusión) y que, al enfriar sobre la base no fundida, se reconstruye la estructura sólida. El baño de fusión se encuentra en estado líquido y a muy alta temperatura, por lo tanto, es muy reactivo. Es necesario, pues, protegerlo para evitar su contaminación. 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 7 de 19

8 Soldeo heterogéneo La característica principal en el soldeo heterogéneo es la permanencia en estado sólido de las piezas a unir mientras que es el metal de aporte el que se funde. Salvamos la distancia entre las piezas A y B estableciendo un puente entre ellas con el material de aporte fundido. Este metal de aporte ha de tener: Menor temperatura de fusión que el metal base. Buena capacidad de mojado. Soldeo en fase sólida Consiste en la deformación progresiva de las piezas para facilitar la consecución de la continuidad metálica. Las piezas permanecen en todo momento en estado sólido consiguiendo la deformación por presión con la aplicación o no de calor. 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 8 de 19

9 BREVE DESCRIPCIÓN DE ALGUNOS PROCESOS DE SOLDEO Los distintos procesos de soldeo se diferencian entre sí por la forma de aportar energía, de mantener limpia la zona de unión y de aportar material. Por tanto para soldar es necesario: Aportar energía o Para calentar o Para fundir o Para deformar Mantener limpia la zona de unión o Eliminando contaminantes o Impidiendo su formación Eventualmente, aportar material Como habíamos apuntado, las diferentes formas de conseguir estas funciones son las que dan lugar a los distintos procesos de soldeo. 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 9 de 19

10 Soldeo Oxiacetilénico ENERGIA PROTECCIÓN TIPO Llama Llama Combustible: Acetileno Comburente: Oxígeno OBSERVACIONES Solo en una zona Acción más preventiva que curativa En algunos materiales resulta insuficiente APORTACION Varilla Se puede soldar sin aportación Algunas características Densidad de potencia reducida No localiza el calor Independencia entre el calor y la aportación que da flexibilidad a la operación pero exige habilidad Velocidad de depósito reducida Pequeño poder de penetración Todo tipo de uniones y posiciones Espesores finos Se ve superada por otras técnicas incluso en este campo Precisa empleo de desoxidantes, excepto en los aceros al carbono en los que la protección de la llama es suficiente Empleo cada vez más reducido Gran interés didáctico 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 10 de 19

11 Soldeo por arco con electrodos revestidos ENERGIA PROTECCIÓN APORTACION TIPO Arco eléctrico Escoria Gases Electrodo OBSEVACIONES El arco se establece entre: Electrodo Piezas a soldar La escoria y los gases proceden del revestimiento. Provisto de: Alma metálica Revestimiento Características Fuente de calor localizada y potente No hay independencia entre el calor y el material de aporte Presencia de escoria Todas posiciones Amplia gama de espesores El proceso de empleo más universal Gran variedad de materiales de aporte Productividad media Relativamente fácil Riesgo de radiaciones y humos No automatizable Buena calidad 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 11 de 19

12 Procedimiento T.I.G. (tungsten inert gas) ENERGIA PROTECCIÓN TIPO Arco eléctrico Gas inerte OBSEVACIONES Establecido entre: Electrodo infusible Piezas a soldar Normalmente: Argón Helio APORTACION Varilla Independiente de la fuente de calor Algunas características Técnica operatoria similar al soldeo oxiacetilénico Independencia calor-aporte (dos manos) Gran calidad y limpieza Baño limpio (sin escoria y sin desoxidantes) Fuente de calor localizada Exige una cierta habilidad Arco muy estable (no hay transporte a través del mismo) No ofrece una gran velocidad de depósito La protección pierde eficacia si hay corrientes de aire Todas posiciones Relativamente fácil de automatizar Es más importante la calidad que la productividad Gran variedad de metales Espesores finos Cordones de penetración en tuberías (incluso en espesores fuertes 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 12 de 19

13 Soldadura semiautomática con protección gaseosa (M.I.G M.A.G.) ENERGIA PROTECCIÓN APORTACION TIPO Arco eléctrico Gas Hilo OBSERVACIONES Establecido entre: Electrodo de hilo continuo Piezas a soldar Según sea M.I.G. o M.A.G. puede ser: Inerte Activo Continuo Alimentado automáticamente Algunas características Espesor superior a 0,5 mm Todo tipo de juntas Todas posiciones Movilidad media Dificultad en zonas con corrientes de aire o intemperie Ni escoria ni cambio de electrodo Elevado factor de marcha Aceros y metales no férricos 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 13 de 19

14 Soldadura Por Arco Sumergido. ENERGIA PROTECCIÓN APORTACION Algunas características TIPO Arco eléctrico Flux Hilo OBSERVACIONES Establecido entre: Electrodo de hilo continuo Piezas a soldar Juega un importante papel importante: Estabilizando el arco Protegiendo el arco Continuo Alimentado automáticamente Fuertes espesores Alta productividad Amplio campo de aplicación Posiciones horizontales Automático Gran variedad de hilo-flux Escoria Gran velocidad de depósito Todo tipo de aceros Elevadas corrientes de soldadura 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 14 de 19

15 TIPOS DE JUNTAS Denominamos junta de soldadura a la forma en que quedan dispuestos los bordes de las piezas a unir. La elección de un tipo de junta de soldeo, así como la preparación de los mismos va a depender de factores distintos, tales como las cargas a soportar, del espesor a unir, la posición de soldeo, etc Unión a tope.- Las piezas a unir están colocadas una a continuación de la otra. (Fig. 1). Uniones en ángulo.- Las piezas están dispuestas de manera tal que forman entre ellas un determinado ángulo. En función de donde se realice la soldadura hablaremos de soldadura en ángulo interior o soldadura en ángulo exterior. (Fig. 2). Soldadura a solape.- Las piezas se sitúan una sobre la otra, realizándose la sobre soldadura en el ángulo que forman el canto de una con la superficie de la otra. (Fig. 3). Soldaduras de tapón o en ojal.- Las piezas se sitúan una sobre la otra, previo haber realizado un taladro en una de ellas. (Fig. 4). Soldadura de recargue.- Soldadura realizada en una superficie con el objeto de conseguir unas dimensiones o propiedades determinadas. (Fig. 5). Fig 1 Soldadura a tope Fig. 2 Soldadura en ángulo. Fig. 3 Soldadura a solape Fig. 4 Soldadura de tapón Fig. 5 Soldadura de recargue 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 15 de 19

16 POSICIONES DE SOLDADURA. La designación de las posiciones de soldeo está normalizada. Las designaciones más utilizadas son las precisadas en el código ASME (Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos) y en las Normas EN-UNE (Norma Europea-Norma Española). El Código ASME distingue entre soldadura en ángulo, a la que designa con una F (Fillet), y soldaduras a tope, designándolas con una G (Gillet). Designaciones e de acuerdo con la Normativa Europea (EN). 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 16 de 19