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INGENIERÍA DE LA SOLDADURA Curso 2010

ESCUELA INGENIERÍAS INDUSTRIALES UNIVERSIDAD DE VALLADOLID

MÉTODOS DE UNIÓN

25/02/2010

Uniones

Desmontables roscadas

Soldadas

Remachadas

Roblonadas

Desmontables no roscadas

Fijas Pegadas

Pasadores Chavetas Lengüetas

Uniones atornilladas Los tornillos son piezas metálicas compuestas de una cabeza hexagonal, un vástago liso y una parte roscada que permite el sellado mediante una tuerca y una arandela. Su colocación se hace en frío. Los tornillos se utilizan en las construcciones desmontables. Las piezas se construyen en taller, facilitando el transporte, y el montaje se realiza con tornillos. Tipos de tornillos: Ordinarios Alta resistencia

Uniones atornilladas

Fallo por rotura en uniones atornilladas El fallo por rotura de una unión en que el esfuerzo sobre el tornillo es normal al eje puede ser: a) Por rotura a tracción de la chapa b) Por cortadura de la sección del tornillo c) Por aplastamiento de la chapa a flexión del vástago del tornillo d) Por desgarro de la chapa

Tornillos alta resistencia Fabricados de aceros aleados de alto límite elástico. El apriete del tornillo es mayor que en los otros tipos de tornillos. No va a trabajar a cortante. Al apretar las chapas, consigue que el movimiento sea restringido por el fuerte rozamiento que existe entre las dos chapas.

Problema uniones solapadas

Solicitaciones por cortante

Solicitación tracción centrada

cónicos de aletas cilíndricos elásticos

Pasadores

Solicitación tracción excéntrica

Pasadores Pasadores Pasadores Pasadores

Son varillas metálicas de secciones variadas, que realizan la unión entre dos piezas interponiéndose entre ellas, “pasando a través de ellas”. Cumplen dos funciones: Sujeción o inmovilización Posicionamiento relativo entre las piezas que atraviesan No deben soportar esfuerzos importantes







Pasadores Pasadores Pasadores Pasadores

Pasadores Pasadores Pasadores Pasadores

cónicos de aletas cilíndricos elásticos

cónicos de aletas cilíndricos elásticos

Pasadores

Pasadores

Se emplean en la fijación de piezas en máquinas y herramientas







Se emplean para impedir lo movilización de tuercas almenadas El agujero del tornillo tendrá que tener gran precisión Longitud superior al agujero para poder doblar sus extremos cuando salgan







Pasadores Pasadores Pasadores Pasadores

cónicos de aletas cilíndricos elásticos

Pasadores

Varillas de acero calibradas de la longitud deseada Se utilizan tanto como de posición como de fijación

Pasadores Pasadores Pasadores Pasadores

cónicos de aletas cilíndricos elásticos

Pasadores

La fijación se realiza con ajuste con apriete en una de las piezas y juego en la otra







Se fabrican curvando una lámina de acero de elevada resistencia Se utilizan como pasadores de fijación, o como casquillos, que protegen a los tornillos de esfuerzos a cortadura

Chavetas y lengüetas Chavetas: piezas prismáticas en forma de cuña, capaces de transmitir esfuerzos entre las piezas que unen. Las chavetas se introducen en un entalle o ranura practicado a la pieza denominado chavetero.

Lengüetas: piezas similares a las chavetas que se fijan mediante tornillos (no todas). Permiten el desplazamiento longitudinal de las piezas que une pero no permite el giro.

Chavetas y lengüetas Son elementos de forma más o menos prismática que se intercalan entre el cubo y el eje para impedir el movimiento relativo entre ambos.
Posición paralela al eje de ambas piezas. Normalizadas.


Unión remachada Consiste en unir chapas, previamente taladradas, mediante vástagos metálicos, generalmente cilíndricos, cuyos extremos terminan en dos cabezas, una de las cuales ya está formada y la otra se forma en la operación de remachado. Muy útil cuando hay que unir materiales de distinta naturaleza. Fabricados de materiales que poseen cierta maleabilidad, para que no haya que aplicar esfuerzos importantes, que podrían dañar o deformar las chapas a unir. Problemas:
El taladro debilita la zona de la unión La corrosión galvánica


Colocación de remaches

Roblones Antiguamente en vez de tornillos, para realizar uniones fijas se utilizaban roblones. Hasta mediados del siglo XX las construcciones metálicas se realizaban con este tipo de unión.

Proceso de colocación

Roblón a alta temperatura, para que sea fácil darle forma final a la cabeza

Detalles de roblones

Debilitamiento chapas taladradas

σ media = 1000

σ máxima = 4260

Debilitamiento chapas taladradas

Unión por soldadura La soldadura es un proceso de unión entre metales por la acción del calor, con o sin aportación de material metálico nuevo, dando continuidad a los elementos unidos. Actualmente ha sustituido prácticamente a las técnicas de unión por roblonado El calor aportado es necesario para que el material que se aporta funda y una ambas superficies, o si no se emplea metal de aportación, lo haga el propio material que se trata de unir. No es necesario el uso de casquillos o elementos intermedios para trasmitir los esfuerzos entre las chapas.

Chapas alineadas

Unión por soldadura al arco

Chapas perpendiculares

Unión por soldadura por puntos Las chapas son soldadas por pequeñas zonas circulares aisladas y , que se denominan puntos. Se emplean para soldar chapa fina. Procedimiento estrella en la fabricación de automóviles, electrodomésticos, y en general cualquier elemento fabricado con chapa. Las chapas tienen que estar solapadas. Procedimiento muy rápido y fácilmente robotizable.

Unión por pegamentos Existen en el mercado pegamentos para unir materiales no porosos como vidrio, metal, porcelana, ..., con resistencia a tracción de hasta 200 Kp/cm2 Está prohibido su utilización en elementos estructurales Variable comportamiento en función de la temperatura

Roblones versus tornillos alta resistencia

Transmisión de esfuerzos

Uniones roblonadas versus soldadas

Uniones roblonadas versus soldadas

Ventajas uniones soldaduras Mejora en la transmisión de esfuerzos No es necesario el uso de casquillos y angulares de unión Economía de material Reducción de peso Menor tiempo de ejecución de la unión Menor número de trabajadores por unión

El desarrollo de la Soldadura como medio de unión presenta grandes ventajas y su uso se ha generalizado, revolucionando el arte de construir.

Desventajas uniones soldadas El material aportado o el calor puede afectar a las propiedades de las piezas a unir. Puede tener defectos internos, como grietas, que reduce sus propiedades mecánicas. Aparecen deformaciones en las piezas a unir, que pueden ser perjudiciales para el diseño. El cordón de soldadura puede tener una composición química distinta del material base, debido a los elementos de aleación o a la absorción de elementos a altas temperaturas, oxidaciones, descarburaciones, ...

INGENIERÍA DE LA SOLDADURA Curso 2010

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