5 tipos esenciales de uniones soldadas: Diseño, calidad e impacto en costes

La soldadura es un oficio complejo que requiere paciencia, atención al detalle y creatividad. Para trabajar con éxito, los soldadores deben comprender profundamente las diversas técnicas y prácticas de la industria, incluyendo los tipos de uniones soldadas.

El término "diseño de unión soldada" se refiere a cómo se unen o alinean las piezas metálicas entre sí. El diseño de cada unión afecta la calidad y el coste de la soldadura final. Seleccionar el diseño más adecuado requiere cuidado y habilidad especial.

¿Qué es una unión soldada?

Una unión soldada es un punto o borde donde se unen dos o más piezas de metal o plástico. Se forman soldando dos o más piezas (metal o plástico) según una geometría particular.

Según la American Welding Society (AWS), hay cinco tipos de uniones: a tope, en esquina, de borde, solapada y en T. Estas configuraciones pueden tener diversas configuraciones en la unión donde ocurre la soldadura real.

Tipos de unión soldada

Según AWS, hay cinco tipos básicos de uniones soldadas comúnmente usados en la industria:

• Unión a tope (Butt joint)
• Unión en T (Tee joint)
• Unión en esquina (Corner joint)
• Unión solapada (Lap joint)
• Unión de borde (Edge joint)

1. Soldadura de unión a tope

La soldadura a tope es uno de los tipos más simples y versátiles. La unión se hace simplemente colocando dos piezas de metal juntas y soldándolas a lo largo de la unión.

En la unión a tope, es importante que las superficies de las piezas a unir estén en el mismo plano y el metal de aporte permanezca dentro de los planos de las superficies. Así, las piezas son casi paralelas y no se solapan, como en uniones solapadas.

Tipos de uniones a tope

Las soldaduras a tope se hacen de diferentes formas, cada una con un propósito distinto. Ejemplos típicos:

• Unión a tope cuadrada. Usada principalmente donde los metales tienen 3/16 pulg. (4,76 mm) o menos de espesor. Es bastante resistente, pero no recomendada si la estructura final soporta cargas de choque o fatiga por uso prolongado.
• Unión a tope con preparación en V (ranurada). Para soldar metales de más de 3/16 pulg. de espesor, probablemente necesites unión a tope ranurada. El ranurado de las chapas da la resistencia necesaria. Los metales gruesos tienen más espacio para material de aporte y el ranurado resulta en unión más permanente.
• Soldadura a tope en V simple. Común en espesores de 1/4" a 3/4" (6-19 mm). El ángulo cónico suele ser ~60° para chapa y ~75° para tubería. Puedes preparar el metal con biseladora o soplete de corte. La soldadura en V cuesta más que la cuadrada y requiere más material de aporte.
• Soldadura a tope en V doble. Ideal para gran variedad de proyectos. Su ventaja principal: metales de más de 3/4 pulg. pueden ranurarse por ambos lados. También usable en chapas finas donde la resistencia a carga es crítica.

2. Soldadura de unión en T

Las soldaduras en T se crean cuando dos piezas se cruzan a 90°. Esto hace que los bordes converjan en el centro de un panel o componente en forma de T. Las uniones en T se consideran un tipo de soldadura de filete y también se forman cuando un tubo se suelda a una placa base.

Las uniones en T no suelen ranurarse a menos que el metal base sea grueso y la soldadura en ambos lados no soporte la carga que debe aguantar la unión. Un defecto común es la fractura lamelar, por limitación de la unión. Para evitarlo, los soldadores a menudo usan un tope para prevenir deformación.

3. Soldadura de unión en esquina

La soldadura en esquina se refiere a cuando dos materiales se encuentran en la "esquina" formando una L. Puedes usar uniones en esquina para construir piezas de chapa, como marcos, cajas y aplicaciones similares.

Para completar esta unión, comienza tacleando los bordes exteriores, luego haz el mismo movimiento zig-zag curvo que hicimos para la soldadura de filete en T.

Las uniones en esquina pueden ser difíciles porque a menudo no puedes apoyar la mano en el material para estabilizar la antorcha. Quizás quieras hacer una pasada en seco a lo largo de la unión para asegurar comodidad; he llegado a sujetar un tornillo de banco a otra pieza para crear apoyo de mano.

Los estilos para crear uniones en esquina incluyen: ranura en V, J, U, punto, borde, filete, brida en esquina, bisel, V acampanado, y ranura cuadrada o a tope.

4. Soldadura de unión solapada

Las uniones solapadas son esencialmente una versión modificada de la unión a tope. Se forman cuando dos piezas de metal se colocan en patrón solapado una sobre otra. Se usan comúnmente para unir dos piezas de espesores diferentes. Las soldaduras pueden hacerse en uno o ambos lados.

Las uniones solapadas rara vez se usan en materiales gruesos y son comunes en chapa. Posibles inconvenientes: fractura lamelar o corrosión por materiales solapados. Pero, como siempre, esto puede prevenirse con técnicas correctas y modificando variables según necesidad.

5. Soldadura de unión de borde

Las uniones de borde se aplican a menudo a piezas de chapa con bordes ribeteados o donde se debe soldar para unir piezas adyacentes. Al ser soldadura de ranura, en uniones de borde las piezas se colocan lado a lado y se sueldan en el mismo borde.

En una unión de borde, las superficies metálicas se colocan juntas para que los bordes queden parejos. Una o ambas chapas pueden formarse doblándolas en ángulo. El propósito de una unión soldada es unir piezas para que las tensiones se distribuyan. Las fuerzas que causan tensiones son: tracción, compresión, flexión, torsión y cizallamiento.

La capacidad de una unión para resistir estas fuerzas depende tanto del diseño de la unión como de la integridad de la soldadura. Algunas uniones resisten mejor ciertos tipos de fuerzas. El proceso de soldadura a usar afecta mayormente la selección del diseño. Cada proceso tiene características que afectan su rendimiento.

Ventajas de las uniones soldadas

• La unión soldada tiene alta resistencia, a veces superior al metal base.
• Diferentes materiales pueden soldarse.
• La soldadura puede realizarse en cualquier lugar, sin necesidad de gran holgura.
• Dan apariencia lisa y simplicidad en el diseño.
• Pueden hacerse en cualquier forma y dirección.
• Pueden automatizarse.
• Proporcionan unión completamente rígida.
• Adición y modificación de estructuras existentes son fáciles.

Desventajas de las uniones soldadas

• Las piezas pueden distorsionarse por calentamiento y enfriamiento desigual durante la soldadura.
• Son uniones permanentes; para desmontar hay que romper la soldadura.
• Alta inversión inicial.

Aplicación de las uniones soldadas

La soldadura se usa ampliamente para fabricar vasijas a presión, puentes, estructuras de edificios, aeronaves y naves espaciales, vagones de ferrocarril, y aplicaciones generales en construcción naval, automóvil, industria eléctrica, electrónica y defensa, tendido de tuberías y vías férreas, e instalaciones nucleares.

• Fabricación de chapa metálica.
• Industrias de automóvil y aeronáutica.
• Unión de metales ferrosos y no ferrosos.
• Unión de metales finos.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una unión soldada?

Una unión soldada es un punto o borde donde se unen dos o más piezas de metal o plástico. Se forman soldando dos o más piezas según una geometría particular.

¿Cuáles son los 5 tipos básicos de uniones soldadas?

Según AWS, cinco tipos básicos comúnmente usados en la industria:

• Unión a tope.
• Unión en T.
• Unión en esquina.
• Unión solapada.
• Unión de borde.

¿Cuáles son las 4 uniones soldadas más comunes?

• Unión en T. Como imaginas, el resultado deseado es forma de 'T'.
• Unión de borde. Usada cuando dos chapas tienen bordes ribeteados.
• Unión en esquina. El sector de chapa adora este tipo.
• Unión solapada.
• Unión a tope.

¿Cuáles son las diversas uniones de soldadura?

Hay cinco tipos según AWS: a tope, esquina, borde, solapada y en T. Estas configuraciones pueden tener diversas configuraciones en la unión donde ocurre la soldadura real.

¿Cuál es la unión soldada más fuerte?

La soldadura TIG produce el tipo de soldadura más fuerte.

¿Cuáles son los tres 3 tipos de uniones de filete?

Uniones de filete como T, solapada y esquina son las conexiones más comunes en fabricación soldada. En total probablemente representan 70-80% de todas las uniones hechas por soldadura por arco.

¿Deberías soldar ambos lados?

Cuando puedes soldar desde ambos lados, una soldadura de penetración completa es más fácil. Para material fino, los bordes pueden juntarse a tope, soldar un lado y soldar el reverso penetrando totalmente en el primero.

¿Cuál es el tipo de unión más fácil de realizar?

Unión a tope. También llamada soldadura de ranura cuadrada. Es la más fácil y probablemente la más común. Consiste en dos piezas planas lado a lado paralelas.

¿Qué es una unión de esquina soldada?

La soldadura en esquina se refiere a cuando dos materiales se encuentran en la "esquina" formando una L. Puedes usar uniones en esquina para construir piezas de chapa: marcos, cajas, etc.

¿Cuáles son los tipos de uniones de filete?

Hay dos tipos principales de soldadura de filete: filete transversal y filete paralelo.

¿Cuál es la unión soldada más débil?

La punta del cordón (toe) es a menudo el "eslabón más débil" en una soldadura. Debido principalmente a geometría y concentraciones de tensión subsiguientes.

¿Qué varilla es la más fácil de soldar?

La varilla más fácil es 1/8" (3,2 mm) E6013. Que la mayoría de escuelas empiecen con E6013 es prueba suficiente. Tiene fácil arco y es la más tolerante a errores de manipulación.

¿Cómo sé si mi soldadura es fuerte?

Una buena soldadura es fácil de distinguir. Será recta y uniforme sin escoria, grietas u orificios. No habrá roturas en el cordón. No debería ser demasiado fina y no debe haber hundimientos o cráteres en el cordón.

¿Cuál es la diferencia entre soldadura por encaje (socket) y soldadura de filete?

La soldadura por encaje (SW) es el método de inserción de tubería. Se sueldan dos tubos de diferente tamaño, el menor se inserta en el mayor. La soldadura está completamente en la periferia del tubo mayor y es soldadura de filete.

¿Cuál es más fuerte: unión solapada o a tope?

En conclusión, la unión a tope produce unión mucho más fuerte que la solapada. La mayor resistencia se debe a mayor volumen de acero inoxidable 304 soldado en las interfaces. Se observa que cada punto a lo largo de la costura tiene resistencia máxima similar pero no se alcanza simultáneamente.

¿Qué unión es mejor: solapada o a tope?

Cuando se carga axialmente, las uniones a tope ofrecen condición de tensión mejorada comparada a solapada, pues el momento flector inducido por el desfase en chapas se minimiza. Soldaduras a tope de penetración total en chapas gruesas pueden crearse biselando bordes antes de soldar.

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