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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL
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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
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CCCLLLAAASSSEEESSS DDDEEE UUUNNNIIIÓÓÓNNN
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.
TTIIPPOOSS DDEE UUNNIIÓÓNN
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.
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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.
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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.
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3. Zunchado.- Sirve para encajar unas piezas en otras y darles mayor rigidez o protección a recipientes. Se basa en el efecto dilatación-contracción. 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.
SSSOOOLLLDDDAAADDDUUURRRAAA
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:
Definición.- Soldar es reunir las partes integrantes de una construcción, asegurando la continuidad de la materia entre estas partes.
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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. VVEENNTTAAJJAASS EE IINNCCOONNVVEENNIIEENNTTEESS
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:
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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.
CCOONNTTIINNUUIIDDAADD MMEETTÁÁLLIICCAA
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.
SSoollddeeoo ppoorr ffuussiióónn
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.
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SSoollddeeoo hheetteerrooggéénneeoo
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”.
SSoollddeeoo eenn ffaassee ssóólliiddaa
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.
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BBRREEVVEE DDEESSCCRRIIPPCCIIÓÓNN DDEE AALLGGUUNNOOSS PPRROOCCEESSOOSS DDEE SSOOLLDDEEOO
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.
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SSoollddeeoo OOxxiiaacceettiilléénniiccoo
TIPO OBSERVACIONES
ENERGIA Llama
Combustible:
Acetileno Comburente:
Oxígeno
PROTECCIÓN Llama
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
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SSoollddeeoo ppoorr aarrccoo ccoonn eelleeccttrrooddooss rreevveessttiiddooss
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
TIPO OBSEVACIONES
ENERGIA
Arco
eléctrico
El arco se establece entre:
Electrodo
Piezas a soldar
PROTECCIÓN Escoria Gases
La escoria y los gases proceden del revestimiento.
APORTACION Electrodo
Provisto de:
Alma metálica
Revestimiento
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PPrroocceeddiimmiieennttoo TT..II..GG.. ((ttuunnggsstteenn iinneerrtt ggaass))
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
TIPO OBSEVACIONES
ENERGIA Arco
eléctrico
Establecido entre:
Electrodo infusible
Piezas a soldar
PROTECCIÓN Gas
inerte
Normalmente:
Argón
Helio
APORTACION Varilla Independiente de la fuente de calor
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SSoollddaadduurraa sseemmiiaauuttoommááttiiccaa ccoonn pprrootteecccciióónn ggaasseeoossaa ((MM..II..GG –– MM..AA..GG..))
TIPO OBSERVACIONES
ENERGIA Arco
eléctrico
Establecido entre:
Electrodo de hilo continuo
Piezas a soldar
PROTECCIÓN Gas
Según sea M.I.G. o M.A.G. puede ser:
Inerte
Activo
APORTACION Hilo 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
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SSoollddaadduurraa PPoorr AArrccoo SSuummeerrggiiddoo..
TIPO OBSERVACIONES
ENERGIA Arco
eléctrico
Establecido entre:
Electrodo de hilo continuo
Piezas a soldar
PROTECCIÓN Flux
Juega un importante papel importante:
Estabilizando el arco
Protegiendo el arco
APORTACION Hilo Continuo
Alimentado automáticamente
Algunas características
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
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TTIIPPOOSS DDEE JJUUNNTTAASS
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
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PPOOSSIICCIIOONNEESS DDEE SSOOLLDDAADDUURRAA..
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).