Estructuras Metalicas

CAPÍTULO II. MEDIOS DE UNIÓN.

UNIONES SOLDADAS.

Soldadura: Es unir dos metales de idéntica o parecida composición por la acción del calor, directamente o mediante la aportación de otro metal también de idéntica o parecida composición. Durante el proceso hay que proteger al material fundido contra los gases nocivos de la atmósfera, principalmente contra el oxígeno y el nitrógeno.

PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA.

La norma EA-95 autoriza para uniones de fuerza en estructuras de edificación los siguientes procedimientos:

1.-Soldeo eléctrico manual; por arco descubierto con electrodo fusible revestido.

2.-Soldeo eléctrico semiautomático o automático; por arco en atmósfera gaseosa con alambre electrodo fusible.

3.-Soldeo eléctrico automático; por arco sumergido con alambre electrodo fusible desnudo.

4.-Soldeo eléctrico por resistencia.

Otros procedimientos no mencionados requerirán norma especial.

Soldadura por fusión: La acción del calor origina la fusión localizada de las piezas y estas se unen sin o con la aportación de otro material.

Soldadura por presión: Las piezas se calientan hasta hacerse plásticas y luego se unen mediante una presión mecánica.

Soldadura por arco: Es el procedimiento más importante y casi exclusivamente utilizado para las estructuras metálicas. Las piezas se unen al provocarse un arco eléctrico entre ellas y un electrodo revestido que constituye el metal de aportación. El electrodo está sujeto a una pinza que sujeta al soldador, es el polo negativo, y el positivo son las piezas que se quieren unir; una buena soldadura depende de los siguientes factores:

1.-Diámetro del electrodo.

2.-Distancia del electrodo a las piezas para unir (tamaño del arco)

3.-Velocidad de avance del electrodo (habilidad del soldador)

4.-Temperatura en el proceso; de 3000 a 4000 ºC.

Estructuras metálicas. Medios de unión. Uniones soldadas

El gas producido por el revestimiento; protege al material en la parte exterior del cordón queda una capa externa de escoria; el gas hace que la escoria se pueda retirar fácilmente.

Se crea un arco eléctrico; que hace que el material vaya saltando y se crea el cordón de soldadura.

Soldadura automática: El electrodo es continuo y desnudo; avanzando sumergido, de manera automática, en un polvo de protección; su principal cualidad es su uniformidad para cordones largos.

Soldadura semiautomática:

MATERIALES DE APORTACIÓN.

Electrodo desnudo: Está constituido simplemente por una varilla metálica. El material fundido no se encuentra defendido contra los gases nocivos de la atmósfera interrumpiendo el arco con frecuencia. Se emplea para soldaduras de baja calidad.

Electrodos revestidos: Están constituidos por una varilla metálica recubierta por un fundente adecuado. El revestimiento se funde con el arco dando origen a gases que protegen, de los gases de la atmósfera, al metal de aportación. También permite que las escorias se puedan separar fácilmente después de la soldadura. Los principales revestimientos son de tipo básico, celulósico, oxidante y ácido.

Electrodos con alma: Están constituidos por una varilla metálica hueca rellena por un fundente adecuado. El revestimiento se funde con el arco dando origen a gases que protegen de los gases de la atmósfera al metal de aportación.

DISPOSICIONES DE LA SOLDADURA.

Según la EA-95; para los procedimientos 1, 2 y 3 las dos disposiciones fundamentales son:

1.-Soldaduras a tope con elementos en prolongación, en T o en L.

2.-Soldaduras de ángulo, en rincón, en solape, en esquina o en ranura.

En el procedimiento 4 las disposiciones fundamentales son:

1.-Soldadura a tope con elementos en prolongación en T o en L.

2.-Soldadura por punto.

SOLDADURA A TOPE.

Consiste en unir las chapas situadas en el mismo plano para chapas superiores a 6 mm o para soldar por ambos lados, hay que preparar los bordes. El objetivo de esta soldadura es conseguir una penetración completa y que constituya una transición lo más perfecta posible entre los elementos soldados.

SOLDADURA EN ÁNGULO.

Consiste en unir dos chapas situadas en distinto plano bien ortogonales o superpuestas; los tipos de cordones con relación a su posición respecto a la fuerza que van a soportar es la siguiente:

1.-Cordón de ángulo; chapas ortogonales.

2.-Cordón frontal, su dirección es normal a la fuerza.

3.-Cordón lateral; su dirección es paralela a la fuerza.

4.-Cordón oblicuo; su dirección en oblicua a la fuerza

La soldadura de ángulo nos la podemos encontrar en rincón, en solape, en esquina y por puntos.

CLASIFICACIÓN DEL CORDÓN DE SOLDADURA SEGÚN LA POSICIÓN.

(1)Cordón plano: Su superficie es horizontal y el material de aportación se vierte desde arriba.

(2)Cordón en ángulo horizontal: Une un plano horizontal con otro vertical y su dirección es horizontal.

(3)Cordón horizontal: Se sitúa en un plano vertical y su dirección es horizontal.

(4)Cordón vertical: Su dirección es vertical.

(5)Cordón de techo en ángulo: En un plano horizontal pero por su cara inferior.

(6)Cordón de techo a tope: Se sitúa en un plano horizontal; pero por su cara inferior igualmente.

DEFORMACIONES Y TENSIONES INTERNAS.

Durante los procesos de soldadura, existen grandes desprendimientos de calor, que dan lugar a dilataciones de la pieza y a las posteriores contracciones durante el período de enfriamiento, impedida por el resto del material base, lo cual origina la aparición de tensiones internas y deformaciones en las piezas, estas tensiones de tracción son proporcionales a la longitud de soldadura. El estado de tensiones es triaxial; pero lo más importante son las tensiones longitudinales.

Las tensiones triaxiales pueden originar roturas sin deformación, por ello se deben evitar los cruces de tres cordones.

DEFECTOS DE LA SOLDADURA.

Debido a múltiples causas pueden aparecer defectos en la soldadura, que si son importantes pueden comprometer seriamente la estabilidad de la estructura de la que forman parte, por ello es necesario someter a las soldaduras a una inspección tanto más intensa cuanto más importante es la estructura, que garantice la bondad y correcta ejecución de las mismas. Esta inspección forma parte del control general de la obra y tanto el proyectista, como el director de obra deben prestar la máxima atención.

CAUSAS DE LOS DEFECTOS.

1.-Del proyecto:

-Posición inadecuada.

-Mala accesibilidad. No se considerarán las de rincón con un ángulo menor de 60º. A efectos de cálculo no vale.

-Concentración de cordones.

-Dimensionamiento incorrecto.

2.-De los materiales.

-Mala soldabilidad (exceso de C, Mn, Ph, S)

-Defectos.

-Humedad en electrodos básicos.

3.-Efectos del proceso de soldeo.

-Voltaje.

-Intensidad.

-también puede ser de proceso no adecuado; electrodo sin recubrimiento.

-Preparación de bordes incorrectamente ejecutada.

4.-Efectos de la ejecución.

-Soldadores no homologados.

-Malas condiciones climáticas (lluvia, viento, frío)

-Falta de limpieza en la zona a soldar.

-Exceso de prisa (muy habitual)

-Falta de control.

TIPOS DE DEFECTOS EN LA SOLDADURA.

Los clasificamos en dos grupos:

DEFECTOS INTERNOS.

-Falta de penetración: Esto ocurre cuando el chaflán de la soldadura no está totalmente lleno o cuando la unión entre el metal base y el metal de aportación no es perfecta en algún punto.

En la radiografía se acusa como una línea negra y continua.

-Grietas: Consisten en fracturas en el material de aportación; o en el metal base; pueden ser transversales o longitudinales; es un defecto muy grave. En las radiografías se acusan como líneas finas oscuras de forma variada.

-Inclusiones, escoria y otros cuerpos englobados en la soldadura: Estas inclusiones suelen ser aisladas o alineadas y quedan por falta de limpieza al terminar la pasada. En las radiografías se acusan como sombras oscuras de contornos irregulares y poco claros.

-Poros u oclusiones gaseosas: Son cavidades debidas a inclusiones gaseosas procedentes, generalmente de humedad en el material base o electrodo. En las radiografías se acusan como sombras negras de contorno circular.

-Falta de fusión: Es la falta de unión entre el metal de aportación y el metal base. No hay cristales comunes. Un caso particular es el desbordamiento; es un defecto bastante grave. En las radiografías se acusan como líneas oscuras y delgadas.

Son los internos, los mas peligrosos, porque son los más difíciles de ver.

DEFECTOS SUPERFICIALES.

-Mordeduras:

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