2. San Cristóbal, Febrero 2014
Introducción
La soldadura constituye una unión fija entre dos o más piezas metálicas,
por lo general de igual material, las cuales por medio de calor entregado a las
mismas, y casi siempre a un material adicional de aporte, se funden y se
combinan resultando una unión por cohesión en las denominadas soldaduras
fuertes y por adhesión en las denominadas soldaduras blandas.
Por lo tanto se tienen soldaduras con aporte y sin aporte de material,
siendo las primeras las que se unen por simple fusión de cada uno de los
materiales, o del material de aporte, y las segundas las que además de la
fusión necesitan que se ejerza presión entre ellas para que se realice la unión.
Las soldaduras fuertes se realizan mediante soldadura oxiacetilénica
(soldadura autógena), soldadura eléctrica por arco voltaico, soldadura
aluminotérmica y por resistencia eléctrica y presión. Las soldaduras blandas
son las estañadas, donde el material aportado es de menor resistencia y
dureza que los que se unen.
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3. Ensambles
La función básica de proceso de ensamble, (montaje) es unir dos o más partes
entre
sí
para
formar
un
conjunto
o
subconjunto
completo.
La unión de las partes se puede lograr con soldadura de arco o de gas,
soldadura blanda o dura o con el uso de sujetadores mecánicos o de
adhesivos.
Uniones Soldadas
Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o
parecida composición, de forma que la unión quede rígida. Esto se consigue
bien por el efecto de fusión que proporciona la aportación de calor, bien por la
aportación de otro metal de enlace o por la combinación de ambos efectos.
Clasificación
No permanentes
La función básica de proceso de ensamble, (montaje) es unir dos o más partes
entre sí para formar un conjunto o subconjunto completo. La unión de las
partes se puede lograr con soldadura de arco o de gas, soldadura blanda o
dura o con el uso de sujetadores mecánicos o de adhesivos. Sujeción
mecánica se puede lograr por medio de tornillos, remaches, roblones,
pasadores, cuñas y uniones por ajuste a presión estos últimos se consideran
semipermanente, las efectuadas con otros sujetadores mecánicos no son
permanentes los mecánicos son más costosos y requiere capacidad en la
preparación de partes por unir.
Semipermantes
Ensamble Mecánico
Tornillos, Tuercas y Pernos
Los tornillos y los pernos son sujetadores con roscas externas. Hay una
diferencia técnica entre un tornillo y un perno, que con frecuencia se confunde
en el su uso popular. Un tornillo es un sujetador con rosca externa que, por lo
general, se ensambla en un orificio roscado ciego. Un perno es un sujetador
con rosca externa que se inserta a través de orificios en las partes y se asegura
con una tuerca en el lado opuesto.
Otros sujetadores roscados y equipo relacionado
1) Los insertos con tornillo de rosca son pernos sin cabeza con rosca interna o
rollos de alambre hechos para insertarse en un orificio sin rosca y para aceptar
un sujetador con rosca externa.
2) Los sujetadores roscados prisioneros son sujetadores con rosca que han
pre-ensamblado permanentemente a una de las partes que se van a unir.
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4. Permanentes
Algunas partes se unen de modo permanente con soldadura eléctrica o de gas,
soldadura blanda, o dura y algunos adhesivos. La soldadura se efectúa con el
uso de calor, de presión o ambos.
El calor producirá cierto efecto sobre las partes unidas para satisfacer la amplia
variedad de necesidades en la manufactura, se han desarrollado y están en
uso.
Tipos de uniones soldadas
Las uniones soldadas se pueden clasificar según la posición relativa de las
chapas soldadas:
Uniones a tope (en prolongación)
Uniones a tope en T
Uniones por solape
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5. Uniones a tope: las soldaduras a tope se hacen juntando a tope las dos placas
y soldando la unión.
Uniones por solape o traslape: una junta de traslape se hace traslapando
una placa sobre la otra y colocando un cordón (o filete) de soldadura en el
ángulo recto comprendido entre el lado de una placa y la superficie plana de la
otra. Los cordones de soldadura que rellenan el ángulo recto entre las
superficies, también pueden usarse en superficies curvas.
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6. Diseño de Soldaduras
1. Soldadura a Tope
Los ensayos demuestran que una soldadura a tope, de penetración
completa colocada adecuadamente, es tan resistente o más resistente que el
metal de las piezas por soldar. Por consiguiente, las soldaduras a tope que
generalmente actúan en tensión o compresión, no se diseñan
matemáticamente. Se determina la resistencia de una conexión soldada a tope
usando la formula
donde A es el área de la sección transversal de
la placa más delgada y σ el esfuerzo permisible en las placas.
2. Soldadura de Filete
Por otra parte, las soldaduras de filete, están sometidas a esfuerzos
cortantes y deben diseñarse adecuadamente. La resistencia de una soldadura
de filete se determina mediante
= P/A donde
es el esfuerzo cortante
admisible y A es el área sometida a fuerza cortante. Consideremos la
soldadura de filete de la figura
El tamaño de una soldadura de filete es el tamaño del cateto, o
dimensión a, que se sindica en la figura (c). Se supone que cada cateto es de
igual longitud. La corona de la soldadura debería ser ligeramente convexa (c).
Sin embargo como las dimensiones de la corona no pueden conocerse, es una
práctica conservadora pero común, despreciar la corona en el diseño, y
suponer que la soldadura va a lo largo de la superficie recta BDC.
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7. Conclusiones
La soldadura ha llegado a ser el método más común para unir entre sí
componentes metálicos de estructuras debido a que las conexiones soldadas
son eficientes, limpias y económicas. Además frecuentemente permiten
diseños más económicos pues el proceso de soldadura eliminas las adiciones
de materiales necesarias para compensar los agujeros de las conexiones con
pernos.
La soldadura por fusión es un proceso para unir metales mediante la
aplicación de calor. En la soldadura de arco este calor se produce mediante un
arco eléctrico entre los metales que se van a unir y un electrodo. El intenso
calor generado por el arco eléctrico funde el metal base de las piezas a soldar y
el electrodo; al dejar de aplicar calor el metal se enfría y se obtiene una
conexión continúa.
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8. Anexos
Figura 1
Figura 2. Cinco tipos básicos de uniones: (a) empalmada, (b) de esquina, (c)
superpuesta, (d) en T y (e) de bordes.
Figura 3. Constitución de la ranura
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