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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL 1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 1 de 19 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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SOLDADURA EN ATMÓSFERA NATURAL

1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 1 de 19

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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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 13 de 19

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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1º de Grado Medio Soldadura y Calderería 14 de 19

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).

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DDEESSIIGGNNAACCIIOONN DDEE LLOOSS PPRROOCCEESSOOSS DDEE SSOOLLDDEEOO