Guía Esencial de Remaches y Uniones Remachadas para Construcciones Fiables

El remachado es un proceso de unión en frío permanente ampliamente utilizado en la industria manufacturera. Constituye la mejor alternativa, más económica que las uniones soldadas o pegadas. Antes de la generalización de la soldadura, el remachado era el método principal en la construcción de puentes metálicos, calderas (uniones estancas y aliviadas de tensiones), depósitos de baja presión (que requieren estanqueidad) y grúas de izado (uniones robustas o alivio de tensiones).

Hoy abordaremos la definición, aplicaciones, componentes, diagrama, tipos, operaciones y herramientas del remachado y las uniones remachadas, así como sus ventajas e inconvenientes.

¿Qué son los remaches?

Los remaches son elementos de fijación sin rosca, generalmente de acero o aluminio, empleados para unir piezas metálicas. Constan de una cabeza preformada y un vástago que se introduce en las piezas a unir. Las uniones remachadas se realizan con un punzón y una remachadora, y la operación se denomina remachado. Existen diversos tipos de remachadora y punzón según la aplicación.

Los remaches se clasifican como fijaciones porque su segunda cabeza se forma en el extremo libre mediante diversos procedimientos, denominados «colmado» o «remachado». Véase una ilustración de un remache convencional antes y después del colmado en la figura siguiente.

Como se mencionó, los remaches pueden fabricarse con cualquier material dúctil, como acero al carbono, aluminio y latón. No obstante, se aplican diversos recubrimientos para mejorar la resistencia a la corrosión. Es fundamental seleccionar cuidadosamente el material y el recubrimiento para evitar la corrosión galvánica.

Cabe señalar que un remache de determinado tamaño no será tan resistente como un elemento roscado equivalente.

Aplicaciones de las uniones remachadas

A continuación se enumeran las principales aplicaciones:

Las uniones remachadas son uniones permanentes usadas principalmente para fijar chapas y perfiles laminados.

Se emplean en uniones a traslape, a tope y de doble cubierta.

Todavía pueden usarse para construir puentes metálicos, grúas, calderas y depósitos a presión, aunque otros procesos de unión pueden resultar más adecuados.

Los remaches se usan para unir materiales que no pueden soldarse ni calentarse, como piezas de pared delgada de chapa en la construcción aeronáutica.

Se utilizan en la fabricación de carrocerías de autobuses y trolebuses para crear uniones muy solicitadas.

En esencia, los remaches se emplean ampliamente para unir componentes en aviones, calderas, barcos, cajas y otros recintos.

El remachado es muy utilizado porque resulta mucho más barato de instalar que otros procesos de unión. El avance tecnológico ha traído máquinas de remachado automatizadas, capaces de instalar más de mil remaches por hora.

Tipos de remaches

A continuación se describen los diversos tipos:

Remaches de cabeza redonda (botón):

Se usan donde la cabeza saliente no molesta ni obstaculiza el funcionamiento. Son idóneos para uniones fijas y estrechas, gracias al efecto de apriete que ofrecen.

Remaches de cabeza avellanada:

Se emplean para unir piezas con superficies irregulares mediante cabezas salientes. No son adecuados para uniones muy solicitadas. Su cabeza cónica penetra en la unión, dejando las superficies a ras.

Remaches de cabeza ovalada avellanada

Se usan para unir piezas con superficies rugosas e irregulares. En estas aplicaciones se prescinde de un acabado superficial de alta calidad, pues se obtiene una superficie irregular.

Remaches para construcción de calderas:

Consisten en remaches de cabeza redonda con vástago cónico, lo que facilita su introducción en taladros desalineados. Son habituales en calderas y recipientes a presión. Se logran uniones estancas y fijas cuando los bordes de la chapa y las cabezas de los remaches se recalcan (caulking).

Remaches explosivos:

Se usan cuando el proceso de unión solo es accesible desde un lado, como en la fabricación aeronáutica de estructuras ligeras. El remache se inflama eléctricamente en el vástago, que explota y se ensancha.

Remache de correa:

Empleado para unir materiales blandos como cuero, fieltro, goma, etc.

Remache hueco o tubular:

Se usa al unir materiales delicados. Requiere poca fuerza durante la operación, lo que la hace menos laboriosa.

Pasador (pin):

Utilizado en mecánica de precisión, ya que su extremo saliente actúa como el vástago de un remache.

Tipos de uniones remachadas

A continuación se clasifican los tipos de uniones remachadas:

Según la disposición de las chapas:

Unión a traslape (lap joint): las chapas se solapan y los remaches se insertan en la zona de solape.

Unión a tope (butt joint): las chapas quedan alineadas, en contacto sin solaparse. Se emplea una chapa externa que cubre uno o ambos lados de la chapa principal, remachándose también a esta. Esta unión puede encarecerse, pero algunas aplicaciones la exigen.

Según el número de chapas de cubierta (solo uniones a tope): unión a tope de una sola cubierta (single strap) y unión a tope de doble cubierta (double strap).

Unión a tope de una sola cubierta: solo una chapa de cubierta sobre la chapa principal.

Unión a tope de doble cubierta: dos chapas de cubierta, una a cada lado de la unión.

Diagrama de un remache:

Según el número de filas de remaches:

Unión de una fila (single riveted): una sola fila en unión a traslape; en unión a tope, una fila por chapa.

Unión de dos filas (double riveted): dos filas en unión a traslape o dos filas por chapa principal en uniones a tope.

Nota: existen uniones de tres y cuatro filas (triple y quadruple) análogas a las anteriores.

Según la disposición de las filas adyacentes:

Unión en cadena (chain riveted): los remaches de filas adyacentes quedan opuestos (en la misma línea transversal).

Unión en zigzag (zigzag riveted): los remaches de filas adyacentes no siguen disposición en cadena.

Operaciones de remachado

A continuación se detalla el proceso paso a paso:

Sujeción y taladrado:

Son las primeras operaciones. Las chapas se sujetan lo más firmemente posible para evitar holguras y se taladran juntas para garantizar la alineación. Si hay desalineación, se escarián con escariador estructural. Los taladros deben tener un diámetro ligeramente superior al del vástago.

Desbarbado y avellanado:

Se realiza con un avellanador de 75° para desbarbar los orificios.

Inserción y colmado (setting):

Se introduce el vástago en los orificios. Con golpes de martillo o remachadora sobre el punzón, las chapas se prensan mientras la cabeza del punzón comprime la pieza.

Rehendido (upsetting):

Se realizan golpes precisos en dirección al eje longitudinal hasta rellenar el orificio.

Preformado de la cabeza (preforming/heading):

Golpes constantes alrededor de la cabeza del remache para formar una cabeza redonda.

Colmado final (heading):

En remaches avellanados, la cabeza se introduce en el avellanado directamente mediante la operación de colmado.

Acabado final de la cabeza de cierre:

Con un preformado suficiente, la cabeza de cierre se termina con el remachador.

En esencia, el remachado manual se realiza en frío si el remache de acero tiene hasta ~8 mm de diámetro. Los remaches más gruesos requieren estado al rojo. Los remaches de metales no ferrosos también se trabajan en frío tras un recocido.

El trabajo en frío endurece y vuelve frágiles los materiales, especialmente si la unión requiere muchos golpes. Para mantener la tenacidad y elasticidad, se emplean pocos golpes bien dirigidos.

Mira el vídeo para ver cómo se realiza una unión remachada:

Herramientas para remachado / uniones remachadas

A continuación, las principales herramientas:

Martillo de remachar:

Una de las herramientas fundamentales. Se usan martillos de cerrajero (50-200 g) y de mano (200-400 g). También los usan los ingenieros.

Punzón de remachar (rivet setter):

Sirve para formar la cabeza de cierre y prensar las chapas. Su alojamiento para la cabeza es de material duro.

Remachador (rivet header):

Similar al punzón pero con distinto fin: acaba de formar la cabeza de cierre de remaches de cabeza redonda tras el preformado. Su alojamiento está endurecido y pulido para buen acabado.

Soporte de remache (contrahuso):

Recibe la cabeza de cierre del remache de cabeza redonda. Dispone de alojamiento para la cabeza. Hay soportes fijos para tornillo de banco y otros ajustables.

Herramientas de sujeción:

También llamadas «perros de sujeción», prensan las chapas mediante sus dientes. Los remaches se fabrican cuando se sujeta material redondo.

Herramientas necesarias para remachado en caliente:

• Fragua – para calentar los remaches.
• Pinza de remache – sujeta los remaches calientes.
• Tenazas de remache – extraen los remaches del fuego.

Equipos para remachado mecanizado:

• Remachadora hidráulica
• Remachadora neumática

Ventajas e inconvenientes de las uniones remachadas

Ventajas

Beneficios de las uniones remachadas en sus aplicaciones:

• Método de unión económico; la producción del remache es barata.
• Permite unir metales ferrosos y no ferrosos.
• Puede usarse en materiales no metálicos: madera, plástico, fibrocemento, etc.
• Une materiales disímiles, p. ej., chapa de aluminio con chapa de cobre.
• Posibilidad de unir en cualquier posición (vertical, sobre cabeza, etc.).
• No es peligroso: no genera gases ni humos como la soldadura.
• Proceso respetuoso con el medio ambiente y el operario.
• Las uniones remachadas son muy fiables bajo vibraciones y cargas de impacto.
• Buena resistencia a la fatiga y alta resistencia al corte.
• Idóneas para aplicaciones ligeras, ya que tornillos y pernos añaden más peso.
• Alta resistencia a la corrosión atmosférica y química.
• Efecto térmico mínimo: no hay fusión ni calentamiento/enfriamiento desigual, por lo que apenas dañan recubrimientos protectores.
• La inspección es más sencilla que en soldadura.
• El desmontaje causa menos daños que la soldadura u otros métodos.

Inconvenientes:

Limitaciones de las uniones remachadas:

• El remachado requiere más mano de obra que la soldadura, por operaciones adicionales (taladrado, avellanado, etc.).
• Coste de mano de obra elevado.
• Los orificios debilitan la sección transversal de las chapas.
• Concentración de tensiones en los orificios.
• Mayor peso que uniones soldadas debido a chapas de refuerzo y remaches.
• La unión es más voluminosa que soldadura o brasado.
• La proyección de las cabezas afecta la estética.
• Normalmente no logran uniones estancas salvo remachado en caliente o uso de sellador, lo que encarece.
• Operación más ruidosa que la soldadura por el golpeo del martillo.

Conclusión

Entre los procesos de unión actuales, el remachado sigue siendo uno de los más comunes y empleados, por su buen comportamiento en diversas aplicaciones. En este artículo hemos examinado la definición, aplicaciones, funciones, componentes, diagramas, tipos, operaciones y herramientas del remachado y las uniones remachadas, así como sus ventajas e inconvenientes.

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