Uniones en Ingeniería

Tipos de Uniones

Uniones fijas: No permiten el desmontaje sin destruir alguno de sus elementos. Ejemplos: remaches, soldadura y adhesivos.

Uniones desmontables: Permiten el desmontaje y el posterior montaje de las piezas que conforman el conjunto sin destruir ninguno de sus elementos. Ejemplos: pernos de arrastre, pasadores, chavetas y lengüetas.

Uniones Atornilladas

Clasificación de las roscas

• Forma de la rosca
• Número de hilos
• Lugar donde está realizada
• Sentido de la hélice

Forma ISO: Triángulo equilátero de 60°.

Ventajas del paso fino en uniones atornilladas: Incrementa la resistencia del tornillo en el apriete y se utiliza cuando la longitud del tornillo es pequeña.

Características de la rosca Whitworth: Presenta un perfil de triángulo isósceles, ángulo entre caras de 55°, los vértices interior y exterior están redondeados, no hay hueco entre el ajuste del tornillo y la tuerca, lo que mejora la estanqueidad del conjunto.

Tipos de uniones atornilladas

• Tornillo pasante
• Tornillo de unión
• Tornillo guía
• Espárrago
• Prisionero

Características de la unión atornillada mediante tornillo pasante: Las piezas se unen por compresión, el tornillo debe atravesar las piezas holgadamente, el agujero deberá tener un diámetro mayor que el exterior del tornillo, se acostumbra a colocar una arandela entre la tuerca y la pieza para protegerla a la hora del apriete.

Características de la unión atornillada mediante tornillo de unión: No se emplea tuerca, una de las piezas va provista de un agujero pasante superior al del tornillo, hay otra pieza que presenta un agujero ciego que hace las veces de tuerca.

Características de la unión atornillada mediante espárrago: Una parte del espárrago va roscada en la pieza y en el otro extremo se introduce una tuerca, este sistema pretende proteger la zona roscada de la pieza, ya que permite desmontar el conjunto sin necesidad de sacar el espárrago.

Realización del roscado

1. Determinar el ángulo del agujero, que será menor que el diámetro nominal de la tuerca. Para determinar el agujero a realizar, consultar las tablas o siguiendo el siguiente criterio: db = dnt – p, d = D – (1,28 x P).
2. Realizar el agujero teniendo en cuenta si el agujero es pasante o ciego.

Pasos a seguir para roscar con tuerca

1. Se preparan todos los materiales necesarios y se sujeta firmemente la pieza donde se roscará.
2. Macho que sólo tiene una marca.
3. Macho que tiene dos marcas.
4. Macho que no tiene marcas.
5. Lubricante durante el proceso.

Partes de la designación de los tornillos

1. Denominación del objeto.
2. Sistema de rosca que tiene, longitud de su vástago, norma específica, tipo de ejecución y características mecánicas o resistencia.

Resistencia del material de los tornillos

• Informa de la rigidez.
• El valor 0 indica una plasticidad perfecta, el tornillo se alarga infinitamente antes de romperse.
• El valor 10 indica rigidez absoluta y el tornillo se romperá antes de deformarse.

Designación de las tuercas

Similar a los tornillos, se debe definir el tipo de tuerca, el paso, la norma que la define, el tipo de ejecución y la resistencia.

Arandelas

Discos de pequeño espesor con un orificio practicado generalmente en el centro. Se emplean para proteger la superficie de apriete, soportar la fuerza que genera el ajuste, asegurar el cierre hermético de una junta o como elemento de seguridad para impedir que se afloje el tornillo o la tuerca.

Arandela Grower: Se trata de un anillo abierto y deformado en forma de espiral. Dispone de una sección cuadrada y hay una diferencia axial o paso, entre el inicio y el fin de la arandela, igual al espesor de la misma.

Elementos para asegurar la posición del tornillo apretado e impedir que se afloje

• Tuerca-contratuerca
• Tuercas autoblocantes
• Arandelas de seguridad
• Bloqueo mecánico

Extracción de un tornillo roto en un agujero

• Extractor de tornillos: Se realizará un agujero en la punta rota del tornillo de un diámetro menor que el nominal del tornillo. Su funcionamiento se basa en una rosca a izquierdas que lleva entallada en su cuerpo y al intentar introducirlo en el tornillo gira a su izquierda y sale.
• Tuerca soldada: Cuando la rotura del tornillo permite realizar un pequeño recargue por soldadura. Se suelda una tuerca a la parte añadida y la extracción se realiza mediante una llave convencional.
• Destrucción total de la rosca: Cuando no sea viable ninguna de las anteriores.

Remachado

Unión fija de dos elementos que utilizan roblón y remache.

Tipos de remaches

• Cabeza esférica: para construcciones esféricas.
• Cabeza avellanada.
• Cabeza esférica.
• Cabeza avellanada abombada.

Posibles posiciones del remachado al colocar las piezas a unir

• Dibujo recubrimiento.
• Simple cubre junta.
• Doble cubre junta.

Casos de roblonado

1. Los roblones deben soportar un esfuerzo dado.
2. La unión, además de soportar un pequeño esfuerzo, debe asegurar la estanqueidad.
3. Soportar un esfuerzo considerable.

Remachado manual

Debemos disponer, aparte del martillo, de la sufridera, del asentador y de la buterola. Una vez tenemos los elementos a unir, se coloca la sufridera y se realiza el asiento de allí las piezas. Se emplea el asentador. Se aplican golpes de martillo para dar forma a la cabeza, se utiliza la buterola que al aplicarle golpes hace que el material siga deformándose para adoptar la forma que esta posee.

Soldadura

Método de unión de dos piezas mediante el aporte de calor, creando un cuerpo único gracias a una unión homogénea.

Partes del equipo de soldadura por arco eléctrico revestido

• Transformador
• Pinza
• Masa

Transformador: Se entiende como transformador al corazón del grupo de soldadura, ya que recibe la corriente eléctrica de la red, la modifica de forma adecuada y la envía a la pinza, con esta se establece contacto con la masa, el circuito queda cerrado, apareciendo el flujo de corriente y materializándose la soldadura.

Conexión de los grupos de corriente continua

Existen dos tipos:

• Podemos hacer que la corriente salga del transformador hacia la pinza, la atraviese y retorne por el cable de masa.
• Simplemente cambiando las clavijas, lograremos que la corriente vaya a través de la masa y retorne al transformador por la pinza.

Polaridad directa e inversa

Cuando la pinza o electrodo se conecta al terminal negativo y la masa a soldar se conecta al terminal positivo, la conexión se conoce como polaridad directa. Cuando el electrodo es positivo y la masa negativa, la conexión se conoce como polaridad inversa.

Requisitos para una buena unión soldada

• La posición que adquiera el cuerpo del soldador.
• La posición y el movimiento del electrodo.
• La intensidad de corriente seleccionada.
• Limpieza de las superficies a soldar.

Cebado del arco

1. Verificar que la intensidad regulada sea la adecuada para el electrodo.
2. Procedemos a rozar el extremo del electrodo con la pieza, levantándolo progresivamente hasta establecer el arco, si esto no sucediera golpearemos la punta del electrodo contra la pieza, separándolo seguidamente. Una vez el proceso sea estable, mantendremos una separación entre la punta del electrodo y la pieza de aproximadamente el diámetro del alma del electrodo.

Posiciones básicas de soldadura

• Posición plana
• Posición horizontal
• Posición vertical
• Posición elevada

Posición plana

Es la posición más favorable. La unión soldada se encuentra en el plano horizontal, la velocidad de depósito del material es elevada, el electrodo se coloca en la pinza formando un ángulo de 90°, durante la soldadura poseerá un avance directo, la velocidad de avance no puede ser elevada, resultando cordones muy finos.

Avance oscilatorio

Existen varias posibilidades: cuando se trata de unir dos chapas delgadas a tope, cordones de recargue, o en pasadas con ángulos internos no es necesario realizar ningún movimiento lateral, only mantener la distancia adecuada entre el electrodo y la pieza, además de llevar un movimiento constante de avance. Si existe cierta separación entre las piezas a unir con la finalidad de que se realice una correcta penetración o si los cordones deben poseer cierta anchura, el movimiento lateral que debe poseer el electrodo será en forma de C.

Posición vertical

Es una posición más exigente, se realiza de forma ascendente, el electrodo estará inclinado aproximadamente 10° hacia abajo, de forma que la fuerza que genera el arco compense a la gravedad e impida que se descuelgue el cordón.

Posición elevada

Es la posición más incómoda y requiere de gran práctica, el procedimiento que se emplea en esta posición es similar a la posición horizontal. Los arcos que se aconsejan son cortos, de forma que se concentre el calor y no se descuelgue el material.

Soldadura MIG/MAG

Función del gas

• MIG: Emplea como elemento protector un gas inerte, argón.
• MAG: Se utilizan gases activos, como el dióxido de carbono.

Elementos de la soldadura MIG/MAG

• Máquina de soldar
• Alambre
• Pistola
• Gas protector

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