UNIONES ENTRE METALES

Indice 1. Introduccin 2. Roscas-Hlice 3. Tornillo y tuerca 4. Uniones 5. Soldaduras6. Bibliografa

1. INTRODUCCIN

Las uniones desarmables son aquellas que renen varias piezas de manera solidaria y forman con ellas una misma pieza; pero que permiten, en todo momento, la separacin de las piezas unidas, mediante una maniobra fcil que no deteriora los elementos.

Este sistema es el ms frecuentemente empleado, y uno de los medios de unin desarmable ms utilizada es el empleo de tornillos y tuercas. En una bicicleta, por ejemplo, se unen con tornillos las piezas del mecanismo de rueda libre, eles y horquilla, manivelas y pedales y llantas. En el montaje de una motocicleta o automvil intervienen, ordinariamente, cientos de tornillos, tuercas y arandelas, pernos roscados, etc. Todas estas piezas, cuando ello es necesario, (en las reparaciones) se pueden desmontar y volverlas a montar.

Vista explosiva de una bicicleta, unida mediante tornillos y tuercas

2. ROSCAS-HLICE

Los tornillos y tuercas, de los cuales se tratar ms adelante, provienen y estn provistos de rosca. En mecnica se llama rosca a la hlice construida sobre un cilindro con un per&l determinado y de una manera continua y uniforme. La hlice es una curva de longitud inde&nida que gira alrededor del eje de un cilindro y que contemporneamente se separa de ste en cantidades iguales correspondientes a ngulos iguales llamados pasos. Si la hlice es exterior, resulta un tornillo; si es interior, una tuerca. La generacin de una rosca se le puede considerar como si un prisma se enrollase alrededor de un cilindro que hace las veces de ncleo. En la prctica, lo que se hace es un canal que da lugar a la rosca. Estos prismas o per&les, en forma de hlice, reciben el nombre de &letes de rosca. Los canales que quedan entre los &letes, se llaman entradas.

Rosca acme

Esquema de partes de una rosca interna y externa

LAS ROSCAS SE PUEDEN CLASIFICARSegn el nmero de &letes. Segn su posicin.Segn el sentido de la hlice.Por la forma del &lete.

Segn el nmero de &letesDe entrada, si tiene un solo &lete.De varias entradas, si tiene dos o ms &letes.

Segn el sentido de la hliceRosca a derecha: Cuando la tuerca avanza en sentido de las agujas del reloj: izquierda a derecha.Rosca a izquierda: Cuando la tuerca avanza al girarla en sentido contrario a las agujas del reloj: de derecha a izquierda. (Se pueden llamar tambin simplemente rosca derecha y rosca izquierda).

Roscas segun el nmero de "letes y segn el sentido de la hlice

Roscas segun su posicin

Roscas segun su tipo de dientes

Segn su posicinExteriores: si estn hechas en un cilindro exterior; dan lugar a un tornillo.Interiores: si estn hechas en un cilindro interior: dan lugar a tuercas.

Por la forma del &leteTriangulares: Cuando los &letes son tringulos. Son las usadas para la &jacin. De esta clase son las de los tornillos y tuercas.Planas o cuadradas: Cuando la seccin del &lete es un cuadrado. Se usan para maniobras, aunque prcticamente han sido sustituidas por las roscas de per&l trapecial.Trapeciales: Los &letes son trapecios. Se usan para la transmisin de movimiento.En dientes de sierra: Se usan en casos de fuerte empuje en sentido unilateral.Redondas: De &lete semicircular: se emplean para roscas que tengan mucho desgaste y en piezas que deben estar en contacto con materias fangosas o arenosas.Elementos de las roscas, per&l.

Atendiendo al &lete se emplea esta terminologa

Al ngulo que forman los &letes se le llama ngulo de los 'ancos.A las caras laterales, 'ancos.A la unin de los 'ancos por la parte interior, fondos. A la unin de los 'ancos por la parte exterior, cresta o vrtice.Al espacio vaco entre dos &letes, vano.A la distancia entre &letes consecutivos.La distancia que recorre en sentido del eje un &lete al dar una vuelta entera (por ejemplo, un tornillo en la tuerca al dar una vuelta completa) recibe el nombre de avance.

Dimensiones fundamentales de una rosca

En una rosca exteriorDimetro mayor es el que va de cresta a cresta. Este dimetro sirve para identi&car la rosca y se denomina dimetro nominal (d).Dimetro medio: Hay un punto donde el &lete y el vano tienen el mismo ancho, al cual se le llama punto medio del 'anco. Al dimetro correspondiente se le llama dimetro medio. (d2).Dimetro menor es el dimetro interior de la rosca que va de fondo a fondo (di). En una rosca interior:Dimetro mayor es el que va de fondo a fondo (D).Dimetro medio es igual para ambas roscas (D2).Dimetro menor, el que va de cresta a cresta (Di).

Roscas longuitdudes importantes en una unin metlica

Representacin de roscas La representacin de una rosca, tal y como es en realidad, sera una ejecucin laboriosa, delicada, y resultara un trabajo intil para el dibujante tcnico. Por ello, a travs del tiempo, la representacin de las roscas ha sufrido necesariamente algunas esquematizaciones progresivas hasta llegar a una representacin simple y uni&cada. La evolucin gradual en el dibujo de la rosca se ve claramente en las &guras de la ilustracin de esta pgina. De una representacin natural real se pas a representaciones esquemticas hasta llegar a la actual, simblica y convencional. Esta representacin, la ltima, como se puede observar, ha suprimido por completo la ejecucin de los &letes. Se puede, pues, aplicar indistintamente a un per&l cualquiera (triangular, trapecial, cuadrado o redondo). Es la representacin normalizada. Los datos importantes estn dados por las lneas y la diferencia de las mismas, del modo siguiente: las lneas gruesas externas indican el dimetro del &leteado externo o rosca, mientras que las distancias entre las lneas internas, &nas, indican el dimetro del ncleo o vstago. La longitud de la parte &leteada est limitada e indicada por la lnea continua gruesa perpendicular al eje.

Representaciones standar de roscas

3. TORNILLO Y TUERCA

En las uniones desarmables o desmontables los elementos ms empleados son los que poseen roscas como los tornillos y tuercas.Tornillo En la acepcin ms amplia, el tornillo es un cilindro parcial o totalmente roscado frecuentemente provisto de cabeza. La parte cilndrica se llama vstago o caa y mediante la rosco se une a la tuerca.

Tipos de tornillo Los tornillos tienen forma muy variada con el &n de satisfacer mltiples necesidades. Atendiendo a la forma de la cabeza los ms comunes son de:1 cabeza hexagonal;2 Cabeza cuadrada;3 Cabeza cilndrica con ranura recta o 4 ranuras cruzadas para destornillador;5 Cabeza avellanada (forma de cono truncado plano);6 Cabeza redonda con ranura;7 Cabeza cilndrica con hexgono interior.

Llave "ja o inglesa Destornillador

1 2 3

4

5

6

7

Llave Allen

Tornillo cabeza avellanada con ranura recta y tuerca

Distintos tipos atendiendo la forma de la cabeza

Normalizacin De acuerdo a la forma de la cabeza se han normalizado los siguientes tornillos:

1. Tornillo avellanado

2. Cilndrico

3. Alomado

4. Gota de sebo

Los extremos de tornillo presentan diferentes formas. Habitualmente suele drseles formas de cha'n (a); extremo abombado (b); o dejarlos sin remate ninguno especial. Estos extremos de tornillo estn normalizados. Otros tronillos de sujecin tienen punta cnica para colocar piezas de mquina en un eje provisto de una ranura para alojarlos.Tornillos tirafondos Los tornillos empleados para uniones desmontables en madera se llaman tirafondos. De estos tornillos hay in&nidad de tamaos y variedades. Mediante un taladro y un destornillador se pueden unir piezas de madera &rmemente y con la ventaja de que se pueden desensamblar si es necesario.

Tornillos hexagonales para llave inglesa

Tornillos tirafondos galvanizados

Tornilloscon cabeza para destornillador

Representacin de un tornillo tirafondo

UNIONES MEDIANTE LOS TORNILLOS Se emplean en especial cuatro: mediante tornillos de unin, esprragos, tornillos pasantes y tornillos prisioneros.

Tornillos de unin Estn formados por una sola pieza que comprende: el vstago roscado con &letes en la parte inferior, y la cabeza que puede tener forma cnica plana, abombada, redonda o cilndrica. La unin de dos piezas se hace a travs de una de ellas por un agujero pasante sin rosca y se enrosca en otra como una tuerca.

Esprrago Es una varilla roscada en los dos extremos sin variacin de dimetro. Un extremo va roscado en la pieza mientras que el otro tiene rosca exterior (en lugar de cabeza). La sujecin se logra por medio de una tuerca. Los esprragos se colocan apretados a la pieza roscada mediante una herramienta especial, y cuando hay que a'ojar o apretar, se hace con la tuerca.

Tornillos de cabeza hexagonal

Esparrago con 2 roscas

Esparragos diversos

vstago

cabeza

"letes

Tornillo pasante Es un tornillo que atraviesa las piezas a unir sin roscar en ninguna de ellas. La sujecin se efecta mediante una tuerca y una arandela.

Tornillo prisionero El tornillo prisionero es una varilla roscada por un extremo. No tiene cabeza sino una ranura. Su colocacin se realiza entre la tuerca y el tornillo, taladrando previamente y luego, roscando.

Esquema de un tornillo pasante

Esquema de un tornillo prisionero en funcionamiento

Tuerca La tuerca es el elemento que, junto con el tornillo, sirve para sujetar piezas. Su forma 1 exterior es diversa y la parte central lleva un agujero roscado dentro del cual se introduce el tornillo con igual tipo y paso de la rosca.

Entre las tuercas, las ms empleadas son las hexagonales. Hay tuercas especiales para uniones desmontables frecuentes y que no conviene usar herramientas para el desmontaje. Son las llamadas tuercas mariposa.En los tornillos slo se acota el dimetro exterior del mismo guardando relacin las dems medidas con dicho dimetro. El dimetro de la cabeza del tornillo y el de la tuerca es el doble del dimetro del vstago y de los lados del hexgono de la tuerca.La altura de la cabeza y tuerca es igual a 7/10 del dimetro del vstago.Para ejecutar la presente lmina se tomar la dimensin del dimetro y, con las frmulas dadas, se trazarn las dems dimensiones.Los radios indican los centros para representar los arcos correspondientes.

Tuerca galvanizada

Esquema de representaciones de tornillos

4. UNIONES

UNIONES FIJAS

Ya conocemos cmo se efecta la sujecin de piezas por uniones desmontables. En el presente objetivo, como lo anunciamos, vas a estudiar lo referente a uniones permanentes y &jas de piezas metlicas. Recuerda que en mecnica las piezas pueden unirse por uniones desmontables, las cuales se pueden armar y desarmar sin que se modi&que el tipo de unin; o tambin mediante uniones &jas, las cuales es imposible desmontar sin destruir algunos de los elementos de unin. Los medios de unin &ja, fundamentalmente usados hoy da, son: las uniones por roblones o remaches, y la soldadura. Vers en qu consisten ambos sistemas y cmo es su representacin gr&ca. Los explicamos en el mismo orden.

Uniones "jas y mviles en los pilores de un puente

UNIONES CON ROBLN (REMACHE) Robln I Remache El robln o remache es un elemento destinado a unir de una manera &ja, dos o ms piezas. Est formado por una cabeza y vstago. Esto es si se considera el robln aislado, el robln en bruto, porque durante la operacin del remachado se forma tambin en el extremo opuesto del vstago otra cabeza, la de cierre. El tamao del robln debe adaptarse a las piezas a unir cuyo espesor total constituye el espesor de cosido.

Ejecucin del roblonado en el ensamble de una avioneta

Uniones roblonadas o remachadas Si bien el roblonado ha sido desplazado en la mayora de los trabajos mecnicos por la soldadura, todava se emplea, debido a su bajo costo y con&abilidad. Son muchos los productos y estructuras de pequeo y gran tamao que utiliza ese tipo de elemento de unin. Podemos citar: las tijeras de mano, los compases, navajas y otros utensilios que se unen entre s por medio de roblones para que puedan girar. Tambin se roblonan &rmemente las planchas, chapas, los per&les formando las uniones llamadas nudos en cerrajera, construcciones metlicas, estructuras, puentes, gras y calderas de vapor.

remaches diversos

Ejecucin del roblonado El proceso de trabajo durante el roblonado es laborioso y difcil. Las fases de la ejecucin son varias: trazado y taladro de los agujeros que han de ser de dimetro algo mayores que los del vstago del robln; ajuste de las piezas entre s; escariado de los agujeros que no coinciden; formacin de la cabeza de cierre...Esta ltima fase requiere pericia. Se ajusta el robln al agujero y despus, por medio de diversos martillazos aplicados perpendicularmente al comienzo y luego oblicuamente, se da una primera forma a la cabeza de cierre. La forma de&nitiva, por lo general redonda, se imprime con un instrumento llamado buterola. Se puede roblonar en fro o en caliente; pero ambos sistemas son igualmente trabajosos. En parte, se facilita la operacin empleando martillos neumticos (accionados por medio de aire comprimido) para formar las cabezas de cierre. A nivel de industrias mayores se recurre a mquinas especiales de remachar con dispositivos automticos.

Remaches pop Remachadura pop

Representacin de nin remachada

Remachadora Pop manual

5. SOLDADURAS

La soldadura es otro sistema de unir piezas de manera "ja e ntima, de tal modo que no se pueden desarmar o desmontar sus elementos constitutivos. Soldar es unir piezas metlicas de la misma o semejante composicin hasta formar una sola pieza. Se puede realizar con aportacin o adicin de un material que suele ser de la misma naturaleza que las piezas a soldar o tambin sin aportacin de material. La resistencia y cohesin que asegura la soldadura es igual o superior a la del metal de base. Cuando el metal de aportacin es distinto del metal de base se le llama soldadura heterognea, y cuando es igual o muy similar, soldadura homognea.Procedimientos de soldadura Las variedades ms importantes para soldar son:Soldadura blanda y fuerte.Soldadura autgena.Soldadura elctrica.

Pieza con unin por soldadura MIG

SOLDADURA BLANDA Y FUERTE

Consisten en la aportacin de un metal o aleacin fundidos que se deposita entre las super&cies. Si el metal o aleacin aportada funde a temperatura inferior a 450 C ? se llama soldadura blanda. Cuando la temperatura para calentar el material de aportacin supera los 450 C ?, se llama soldadura fuerte. Las aleaciones ms usadas para soldadura blanda son las de estao y plomo. Este tipo de soldadura se emplea en latonera; en uniones de escasa resistencia, y es tambin la soldadura clsica de las conexiones elctricas. Los materiales de aportacin para la soldadura blanda se suministran en forma de barras o alambre de tubo, pero a veces tambin en forma de granos. Al realizar soldaduras blandas se emplea generalmente un soldador y lmpara de soldar para calentar la parte que se suelda y para fundir el material de soldadura.La soldadura fuerte emplea cobre y aleaciones de cinc o plata. Es ms resistente y menos sensible a la temperatura que la soldadura blanda. Para calentar el sitio a soldar se utilizaba antes la lmpara de soldar de gasolina. Hoy da est generalizado el empleo de la alta temperatura del dardo de soplete de soldar.

unin mediante soldadura de estao

Soldador de estao

SOLDADURA AUTGENA O POR FUSIN MEDIANTE GASCon este procedimiento para soldar se unen piezas llevando para ello el material en la zona que se suelda al estado de fusin y aadiendo un material de aportacin (alambre o varillas de soldar) tambin fundido y del mismo tipo que las piezas a unir. Para calentar el material se utiliza un mechero o soplete de soldar. El gas combustible, que es por lo general el acetileno, se produce en gasgenos especiales. Para el proceso de combustin es necesario tambin el oxgeno que se suministra en botellas de gas a presin. Las llamas de acetileno y oxgeno pueden llegar a una temperatura de 3.200C. Por el empleo de estos gases se le ha dado al soplete el nombre de soplete oxiacetilnico. El mismo dosi&ca y mezcla los dos gases que producen, al salir por el ori&cio de la punta, la llama de altsima temperatura.

Soldador autgeno

Unin mediante soldaura autgena

SOLDADURA ELCTRICA POR ARCO

En este procedimiento de soldadura se emplea el calor de un arco elctrico para la fusin del material en el sitio que se quiere soldar. El arco se produce o salta entre dos conductores algo separados de polaridad distinta. Uno de los polos est constituido por las mismas piezas a soldar conectadas en circuitos elctricos y el otro polo, por el metal de aportacin. Ambos estn conectados a una fuente de energa elctrica o generador. Cuando se establece el arco elctrico la temperatura se eleva en la zona por encima de 3.000 C. El calor provoca la fusin de las partes de la junta a soldar y la unin se consigue mediante el goteo del material de la varilla de aportacin en forma de lquido en la rendija de la junta. El depsito de metal, que durante la operacin de soldadura deja la varilla sobre la super&cie de la pieza, se denomina cordn. ste es el proceso de soldadura ms comnmente usado y se emplea principalmente, para unir entre s piezas de acero.

Soldando con electrodos en soldador elctrico

esquema de funcionamiento de soldaduras de arco elctrico

SoldaduraMIG

Tipos de uniones con soldadura MIG

Esquema de funcionamiento y accesorios

Disposicin del Kit de elementos de MIG en uno en el taller

SoldaduraMIG

Costura TIGAccesorios

Esquema de funcionamiento

Soldador elctrico por puntos

Detalle de electrodos

esquema de funcionamiento de soldaduras electricas por resistencia

SOLDADURA ELCTRICA POR RESISTENCIAEn la soldadura por resistencia se hace pasar una corriente elctrica de alta intensidad a travs de los metales y en el punto de la soldadura. La resistencia de los metales a la corriente es su&ciente para fundir el metal en el punto de unin, producindose, as, la soldadura de las piezas.

Soldadura elctrica por puntos Para este procedimiento se emplea una mquina adecuada. El metal se coloca entre los electrodos de la mquina y, presionando una palanca o pedal, la corriente pasa a travs del punto de metal colocado entre stos. La soldadura por puntos ha adquirido una gran importancia industrial en todas las aplicaciones de chapa &na como en la industria automotriz, electrodomsticos, juguetera, etc.

JUNTA SOLDADA Se entiende por junta soldada la zona en la que las piezas se unen por soldadura. La &nalidad de la soldadura puede ser:Aumentar la longitud de las piezas, como en la junta a tope.Aumentar el espesor, como en las juntas paralelas.Obtener derivaciones, refuerzos, formas complejas, como en las juntas en cruz, oblicuas, angulares y mltiples.

CORDN DE SOLDADURALlamase cordn de soldadura al elemento que une las piezas en la junta de soldadura. Est formado por el material fundido de las piezas ms el material de aportacin, cuando lo hay. Al cordn de soldadura tambin se le llama costura.

Unin de un per"l doble T a una plancha metlica, se observan distintos tipos de cordones de soldadura

Clases de cordones Las clases de cordn se determinan por la posicin y por la forma de preparacin de las piezas que es necesario hacer antes de realizar la junta soldada. Algunos de los cordones ms comunes son: El cordn a tope. Los que se emplean en las juntas a tope, pueden ser:En forma de IEn forma de YEn forma de X En forma de U Y otros ms.El cordn angular, que se emplea en las juntas en T y en las juntas angulares, puede ser:Angular sencillo Angular doble De canto o exterior, segn estn en un solo ngulo, en ambos o en los extremosSeccin de un cordn Hay que distinguir tres tipos de cordones segn su seccin recta: Cordn reforzado, Cordn plano, Cordn aligerado.

Clases de cordones de acuerdo al tipo unin

REPRESENTACIN DE LA SOLDADURA EN LOS DIBUJOSLa soldadura puede representarse en forma gr&ca, en forma simblica e, incluso, en representacin mixta que es una mezcla de ambas.

Representacin gr&ca Se llama as a la representacin en la cual la junta soldada, vista en seccin aparece, con el cordn o costura en su verdadera forma: en la vista longitudinal la junta se representa por una lnea continua ancha, y encima el signo de cordn y otros datos adicionales o cifras.

Representacin simblicaTanto en la seccin como en la vista se representa la junta con una lnea ancha. El smbolo de la soldadura se coloca en una lnea de referencia que puede terminar en una 'echa tocando a la junta, o no. Para indicar la continuidad de los cordones se aade a la lnea representativa de junta en la vista longitudinal, unos pequeos arcos. Cuando en los cordones angulares se quiere indicar que la seccin del cordn es liso, reforzado o aligerado, se coloca al lado del tringulo una lnea que representa la forma del cordn o bien en la verdadera forma deseada.

6. BIBLIOGRAFA

HERNNDEZ, Rafael. Dibujo Tcnico 9. Editorial Salesiana, S.A.y diversas imagenes de internet.