SOLDAR EN LAMINA DE ACERO CALIBRE 14 , POSICION PLANA.

 

Verificar la Junta y Geometría para Penetración Parcial.

UNIONES POR SOLDADURA 

1. GENERALIDADES

 Las estructuras se forman mediante conjuntos de chapas o perfiles unidos entre sí con enlaces capaces de soportar los esfuerzos que se transmiten entre las piezas.

El objeto principal de la unión es el de asegurar la mejor continuidad de las piezas, continuidad que será más perfecta cuanto más uniforme sea la transmisión del esfuerzo. 

La transmisión de esfuerzos en las uniones se hace en muchas ocasiones de modo indirecto, ya que para pasar el esfuerzo de una pieza a otra se la obliga previamente a desviarse de su trayectoria normal. En el caso de soldadura a tope, la transmisión es directa.

 2. DIFERENTES TIPOS DE UNIONES POR SOLDADURA 

Se llama soldadura a la unión de dos piezas metálicas de igual o parecida composición, de forma que la unión quede rígida y estanca. 

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.

 Existen cerca de cuarenta sistemas de soldar, pero el más importante para las estrucuras metálicas es el sistema de soldadura por fusión. 

En las soldaduras por fusión el calor proporcionado funde los extremos de las piezas y al solidificar se produce la unión. 

Existen diferentes tipos de soldadura por fusión, pero los más utilizados son dos: 

· Soldadura autógena

 · Soldadura por arco eléctrico, que es la que se utiliza en estructuras metálicas. 

Uniones por soldadura 30 

2.1. SOLDADURA AUTOGENA

 En la soldadura autógena el calor lo proporciona una llama producida por la combustión de una mezcla de acetileno y oxígeno, en la proporción 1:1, que se hace arder a la salida de una boquilla. La temperatura alcanzada en la llama es de unos 1300° C. El calor producido funde los extremos a unir, con lo que se obtiene, después de la solidificación, un enlace homogéneo.

 Aunque este tipo de soldadura todavía se utiliza en los talleres mecánicos, no es correcta su utilización en uniones sometidas a esfuerzos, ya que por efecto de la temperatura se provocan unas tensiones residuales muy elevadas, siendo en general más lenta y cara que la soldadura por arco.

 De todas formas, cuando el soplete oxiacetilénico se utiliza en la soldadura de piezas, se le suele completar con un alambre de material de aportación que se funde al mismo tiempo que los bordes de las piezas, formando en conjunto el cordón de soldadura. El tamaño de la boquilla del soplete es aproximadamente igual que el espesor de las chapas a unir.

 

TERMINOLOGÍA DE JUNTAS SOLDADAS.

A través de los tiempos cada cultura, país, región, organización o incluso clase de individuos a conformado su propio léxico y expresiones con las que se explica y se hace entender, no ajeno a esta dinámica los procesos de soldadura tienen su propia jerga o léxico y esta puede variar enormemente de un país a otro, esto acompañado de que cada día vivimos en un mundo más globalizado ha obligado a que las instituciones especializadas en esta materia, las organizaciones técnicas encargadas del desarrollo científico y tecnológico de la soldadura de diferentes países traten de unificar términos y definiciones para que se facilite la comunicación entre las personas independientemente de su país de origen, región o idioma.

Sabemos que la  responsabilidad que tienen los diseñadores o ingenieros proyectistas del diseño o la selección de la junta adecuada para un proyecto, no sirve de nada así  invirtamos muchos recursos en tiempo y dinero si al momento de realizar la soldadura el encargado de prepararla no sabe interpretar los planos que se le entregan, más aun debemos saber y ser conscientes que pequeños cambios en la preparación de la junta o en la aplicación de la soldadura producen efectos notables en su resistencia.

Por esto el uso adecuado de los términos hace más fácil que el personal encargado de preparar las juntas y de aplicar la soldadura tenga la capacidad de interpretar a cabalidad lo que el diseñador o ingeniero proyectista quieren en el proyecto.

Mi explicación de la terminología la voy a basar en un documento de referencia muy usado en nuestro continente; la norma de la Sociedad Americana de Soldadura (AWS - American Welding Society) AWS A3.0 Términos y Definiciones Estándar de Soldadura (Standard Welding Terms and Definitions), haciendo la aclaración que existen otros códigos europeos, británicos e internacionales que tienen sus propias definiciones muy similares a las que acá se presentan..
 
TIPOS DE JUNTAS O UNIONES SOLDADAS.

Podemos agrupar las uniones básicas en 5 tipos diferentes, algunas tienen sus variantes que dependen de su diseño en particular, pero estas serán explicadas más adelante.

 

• Junta a tope (Butt joint): Es la unión entre dos miembros alineados aproximadamente en el mismo plano.

Figura. Junta a tope (Butt joint)

 

• Junta en esquina (Corner joint): Es la unión entre dos miembros situados en ángulo recto el uno del otro.

Figura. Junta en esquina (Corner joint)
 

• Junta en T (T-joint): Es la unión entre dos miembros situados aproximadamente en ángulo recto el uno del otro, formando una T.

Figura. Junta en T (T-joint)

 

• Junta en traslape o solape (Lap joint): Es la unión entre dos miembros superpuestos.

Figura. Junta en traslape o solape (Lap joint)

 

• Junta de borde (Edge joint): Junta entre bordes de dos o más miembros paralelos o cercanamente paralelos.

Figura. Junta de borde (Edge joint)
 

LAS PIEZAS DE TRABAJO.
 

Las piezas de trabajo individuales en la soldadura son llamados miembros y están clasificados de tres formas: miembro a tope (butting member), miembro no a tope (nonbutting member) y miembro de empalme (splice member).
 

• Miembro a tope (butting member): Es un miembro de la junta que está impedido de movimiento en una dirección perpendicular a su dimensión de espesor por el otro miembro.

• Miembro no a tope (nonbutting member): Es un miembro de la junta libre de movimiento en una dirección perpendicular a la dimensión de espesor.

Figura. Miembro a tope (butting member) y miembro no a tope (nonbutting member)
 

• Miembro de empalme (splice member): Es una pieza de trabajo que expande la junta a una junta traslape.

Figura. Miembro de empalme (splice member).
 
PARTES DE UNA JUNTA

Las partes o elementos de las juntas soldadas o a soldarse son relativamente numerosas, para poder interpretar y describir correctamente cualquier junta, es necesario identificar y ubicar cada una de sus partes, he acá un ejemplo de una junta a tope con bisel y una junta en esquina sin bisel.



 
Básicamente podemos diferenciar 9 partes en cualquier soldadura:
 

• Raíz de la junta (joint root): Es la porción de la junta a ser soldada donde los miembros tiene la aproximación más cercana, en una vista transversal la raíz de la junta puede ser un punto, una línea o un área.

 

• Cara de la raíz (root face): Es la porción de la ranura que integra la raíz de la junta.

 

• Borde de la raíz (root edge): Es la cara de la raíz cuya dimensión en sentido transversal es cero.

 

• Cara de la ranura (groove face): Es la zona de la junta en la que se aplican los cordones de soldadura, cuando esta esta biselada.

 

• Abertura de raíz (root opening): Es la dimensión que hay entre las piezas de trabajo en la raíz de la junta.

 

• Bisel (bevel): Es la preparación angular de los bordes y puede tener varias formas dependiendo del diseño.

 

• Angulo de bisel (bevel angle): Es el ángulo que se mide entre el bisel y un plano imaginario perpendicular a la superficie del miembro.

 

• Profundidad del bisel (depth bevel): Es la distancia perpendicular desde la superficie del metal base, hasta el borde de la raíz o el inicio de la cara de la raíz.

 

• Angulo de la ranura (groove angle): Es el ángulo que se mide entre biseles de las dos piezas de trabajo, la mayoría de las veces es igual al doble del ángulo del bisel.

 

• Radio de la ranura (groove radius): Este aplica en el caso de las junta con forma de J o U sea sencillo o doble.

 

GEOMETRÍA DE LAS JUNTAS.

La geometría de las juntas la podemos definir como la forma y dimensiones de la junta en la sección transversal antes de la soldadura, la forma del borde de cada miembro de ella a menudo se asemeja a la de tipo de soldadura y el símbolo de soldadura especificado.

Dependiendo del espesor del material, proceso de soldadura, posición de soldeo y esfuerzo que tendrá que resistir la junta, se hace su diseño en particular, existen muchas clases de preparación de juntas proceso que llamamos bisel, chaflán o ranura, para claridad de los lectores y en mi caso en particular, me inclino por indicar que el bisel es el que se hace a un elemento sea cual sea la forma y el chaflán lo podemos referenciar cuando se unen dos biseles.

Estas geometrías combinadas con uno de los 5 tipos de juntas mostrados anteriormente nos darán el ranurado o chaflán de la junta.

 


TIPOS DE SOLDADURAS

Según el tipo y la geometría de la junta, podemos citar los siguientes tipos de soldaduras agrupados en 9 formas diferentes.

 

• Soldadura de ranura (Groove weld): Es una soldadura hecha para unir dos miembros alineados en el mismo plano (junta a tope).

 

• Soldadura de Filete (Fillet weld): Es una soldadura hecha para unir dos miembros situados aproximadamente en ángulo recto el uno del otro (junta en T o junta en esquina.

 

• Soldadura de tapón (Plug weld) o botón ranurado (Slot weld): Es una soldadura hecha por el llenado de un agujero en una pieza de trabajo o una soldadura de filete alrededor de la periferia de un agujero, con el fin de unir la superficie a un componente de solapamiento expuesto a través del mismo.

 

• Soldadura de pernos (Stud  weld): Es una soldadura que une un perno de metal a una pieza de trabajo, se realiza sobre todo el extremo del perno, puede ser hecha por arco o resistencia y con o sin gas de protección.

 

• Soldadura de recubrimiento (Surfacing weld): Es la aplicación de material a la superficie de una pieza para aumentar la resistencia al desgaste o a la corrosión, puede ser por soldadura, soldadura fuerte o pulverización.

 

• Soldadura de reborde (Flange Weld): Es una soldadura que se utiliza para unir dos o más partes en las que el metal de soldadura cubre parte o la totalidad de la anchura del borde.

 

• Soldadura de costura (Seam weld): Es una soldadura hecha por una resistencia en la que la fuerza es aplicada de forma continua o intermitentemente para producir una soldadura lineal.

 

• Soldadura de puntos o proyección (Spot or projection weld): Es una soldadura que se produce por la presión y el calor obtenido por la resistencia la corriente eléctrica en las superficies de contacto de una.

DEFINICIONES ADICIONALES
 

• Capa de Soldadura (Layer Weld): Un estrato de metal de soldadura consistente de uno o más cordones dentro de una soldadura de múltiples pasadas.

 

• Coalescencia (Coalescence): Posibilidad de dos o más materiales de unirse en un único cuerpo, en especial para los materiales a ser soldados.

 

• Cordón Recto (Stringer Bead): Un tipo de cordón de soldadura hecho sin movimiento oscilatorio apreciable.

 

• Cordón Oscilado u Ondulado (Weave Bead): Un tipo de cordón de soldadura hecho por oscilación transversal.

 
 

• Pasada de Soldadura (Weld Pass): Progresión sencilla de una soldadura a lo largo de la junta, el resultado de un paso es un cordón o una capa de soldadura.

 

• Secuencia de Soldadura (Welding Sequence): Marca el orden en el que se realizan las distintas pasadas de soldadura, se pueden indicar como:
  • Secuencia en retroceso o paso peregrino (backstep sequence)
  • Secuencia en bloque (block sequence)
  • Secuencia en cascada (cascade sequence).

 

• Soldabilidad (Weldability): La capacidad de un material para ser soldado, bajo las condiciones de fabricación impuestas, dentro de una estructura específica adecuadamente diseñada, y de tener un comportamiento satisfactorio en servicio.

 

• Soldadura (Welding): Un proceso de unión que produce la coalescencia de los materiales al calentarlos a una temperatura de soldadura, con o sin la aplicación de presión o por la aplicación de presión solamente, y con o sin el uso de metal de aporte.

 

• Soldadura en el Respaldo (Back Weld): Una soldadura hecha como respaldo de una soldadura de ranura (soldada por un solo lado).

 

• Soldadura de Respaldo (Backing Weld): Depósito de soldadura efectuado antes de depositar el primer paso por el otro lado y que actúa como respaldo estas juntas con soldadura de respaldo se consideran soldadas por los dos lados.

 

• Soldadura de Sello (Seal Weld): Cualquier soldadura cuyo propósito principal es proporcionar un grado específico de hermeticidad  y evitar fugas.