TEMA 11. TEMA 11.-- UNIÓN DE E UNIÓN DE ELEMENTOS

T E M A 1 1 .- U N I Ó N D E E L E M E N T O S
TORNILLOS Y TUERCAS
La terminología usada en los tornillos es la
siguiente:
Los tornillos y tuercas se utilizan para unir de
forma no permanente los elementos de máquinas.
2
1
3
Son componentes de gran utilidad, insustituibles
en diversas ocasiones y con características de
diseño y construcción que les permiten una perfecta
adaptación a muy variadas condiciones y
circunstancias de trabajo.
4
5
1.- Diámetro mayor d.
2.- Diámetro medio dm.
3.- Diámetro menor dr.
2 αα
6
4.- Paso p.
5.- Bisel.
6.- Ángulo de la rosca.
7.- Cabeza.
7
Figura 3.- Nomenclatura de tornillo.
Para el ingeniero proyectista es indispensable
conocer profundamente estos elementos pues su
campo de aplicación en máquinas es amplísimo.
La parte más importante de los tornillos y
tuercas es la rosca. En mecánica se llama rosca a
la hélice construida sobre un cilindro, con un perfil
determinado y de una manera continua y uniforme.
Si la hélice es exterior resulta un tornillo y si es
interior una tuerca.
Se puede considerar como si un prisma se
enrollase alrededor y a lo largo de un cilindro que se
llama núcleo.
• Cabeza: Zona para agarre con herramientas
para su colocación
• Cuerpo o vástago o caña: Zona en la que va
tallada la rosca.
• Paso: Distancia entre dos hilos adyacentes
medida paralelamente al eje del tornillo.
• Diámetro mayor: Es el mayor tamaño de la
rosca.
• Diámetro medio: Es el
profundidad media de la rosca.
situado
en
la
En la práctica lo que se hace es una canal que
de lugar a la rosca.
• Diámetro menor o diámetro de núcleo: Es el de
menor tamaño de la rosca.
Estos prismas en forma de hélice reciben el
nombre de hilos o filetes de rosca. Los canales que
queden entre los filetes se llaman entradas.
• Ángulo de rosca: Es el formado por las dos
caras que separan dos hilos consecutivos.
La figura siguiente representa un tornillo y su
correspondiente tuerca.
• Bisel: Ángulo final del cuerpo del tornillo.
• Tornillo de rosca simple: Tornillo con un solo
hilo.
• Tornillo de rosca múltiple: Tornillo con varios
hilos.
Figura 1.- Tornillo y tuerca.
A continuación se presenta la generación teórica
de una rosca.
1
Por ser la parte más importante de los tornillos y
de las tuercas se va a proceder a un estudio
detallado de las roscas, para lo que se va a
comenzar con su clasificación.
En la clasificación de una rosca intervienen
varios factores, como son: el número de filetes, la
forma de la rosca, el lugar donde va roscada y el
sentido.
Según el número de hilos:
2
1.- Núcleo.
2.- Prisma o filete.
-
De una entrada, si tiene un solo filete
Figura 2.- Generación de una rosca.
124
-
De varias entradas, si tiene dos o más
filetes.
Si se representa una rosca seccionada según un
plano axial y se atiende sólo al filete se aprecian
(siguiente figura) los siguientes detalles:
Por la forma de los hilos:
-
-
-
Triangulares: los filetes son triángulos y
son las más usadas para fijación.
Trapeciales: los filetes son trapecios
isósceles y son las más usadas para
transmisión de fuerza o servir de guía.
Redondas: se emplean para roscas que
tengan mucho desgaste y para casos
especiales (casquillos de bombillas).
-
Según su posición:
-
-
Exteriores: si están hechas en un
cilindro exterior, dan lugar a un tornillo.
Interiores: si están hechas en un cilindro
interior o agujero, dan lugar a tuercas.
-
Flanco o cara lateral.
Ángulo del flanco: medido en un plano
axial.
Fondo, unión de los flancos por la parte
interior.
Cresta, unión de los flancos por la parte
interior.
Vano, espacio vacío entre dos filetes
Base, donde los filetes se apoyan en el
núcleo - línea imaginaria Núcleo, es el volumen ideal sobre el que
se encuentra la rosca o cuerpo del
elemento roscado.
Hilo, es la porción de hélice
comprendida en una vuelta completa de
la tuerca.
La siguiente figura representa roscas de dos y
tres entradas:
1
3
α
α
P/2
4
7
1.- Ángulo del flanco.
2.- Vano.
3.- Cresta o vértice.
4.- Punto medio del flanco.
5.- Base.
6.- Fondo.
7.- Flanco.
8.- Filete.
2
8
5
6
P/2
Figura 4.- Rocas des dos y tres entradas.
Figura 7. Elementos de una rosca.
La siguiente figura representa roscas con
diferentes formas de hilos.
Las dimensiones fundamentales de una rosca,
representadas en la figura siguiente son:
P
d3 d D
2
2
d
Figura 5.- Perfiles de roscas:
(A) triangulares; (B) trapeciales; (C) redondas.
La siguiente figura representa roscas con los
distintos giros de la hélice.
h3
(a) Tornillo
H1
P
D1
D
(b) Tuerca
Figura 8.- Dimensiones fundamentales de una rosca.
• Paso P: distancia entre filetes consecutivos.
A derecha
B izquierda
Figura 6.- Sentido de giro en roscas.
Para medir el paso se utiliza el método
siguiente: En roscas métricas se cuentan el número
de hilos por centímetro de longitud de rosca. El
paso es igual a la inversa del número medido.
En roscas construidas con dimensiones en
pulgadas se procede igualmente pero midiendo el
número de hilos en una pulgada de longitud de
rosca.
125
Figura 9.- Medición del paso.
• Avance a: La distancia que recorre es sentido
del eje un filete al dar una vuelta entera, también la
recorre el tornillo en la tuerca al dar una vuelta
completa. la forma práctica de verificar el paso es
como se indica en la figura 22.9B.
En las roscas de un filete: a = P
Siendo z el número de entradas.
• Diámetro exterior o mayor: Es el diámetro
mayor de una rosca.
-
D para los interiores: de fondo a fondo.
d para los exteriores: de cresta a cresta.
• Diámetro interior o diámetro del núcleo: Es el
diámetro menor de la rosca.
-
D1: para los interiores, de cresta a
cresta.
d3: para los exteriores, de fondo a fondo.
• Diámetro medio: Existe por tanto, un punto
donde el filete y el vano tienen el mismo ancho, al
cual se le llama punto medio del flanco, y al
diámetro correspondiente.
(b) Tuerca
(a) Tornillo
En las roscas de varios filetes: a = P • z
Figura 10.- Representación según la norma I.S.O.
de tornillos y tuercas.
Son muchos y muy variados los tipos de roscas
empleados, si bien hoy están normalizadas y
clasificadas. Los principales sistemas utilizados
son:
• Sistema
anglosajones.
Whitworth:
• Profundidad de las roscas: Llamadas también
altura del filete, es la semidiferencia entre los
diámetros exterior e interior o la distancia entre
cresta y base: se representa por H1 para las tuercas
y h3 para los tornillos.
• Diámetro nominal: Es el que sirve para
identificar la rosca y suele ser siempre el diámetro
mayor de la rosca exterior, es decir d.
en
países
En la tabla siguiente se presentan las
características dimensionales de este tipo de
roscas.
H = 0'96049 P
P
H/6
H1 = h3 = 0'64 P
Tuerca
r = 0'14 P
55º
D1 = d3 = D - 1'3 P
H 1= h 3
H
D2 = d2 =D - 0'64 P
D = d
Tornillo
H2 = H1
Diámetro en los flancos es igual para el tornillo y
la tuerca; se representa por D2.
Usado
H/6
Truncamiento
H
=
D 2= d 2
D 1= d 3
= 0'16 P
6
∅
Paso en
∅
∅
nominal
hilos por
pulgada
medio
núcleo
Altura
Radio
del
d2 = D 2
d3 = D 1
h3 = H 1
r
núcleo
mm.2
D=d
Z
Sección
1/4''
20
5'537
4'724
0'813
0'177
17'5
5/16''
18
7'034
6'131
0'904
0'197
29'5
3/8''
16
8'509
7'492
1'017
0'222
44'1
1/2''
12
11'345
9'990
1'355
0'296
78'4
5/8''
11
14'397
12'918
1'479
0'322
131'1
3/4''
10
17'424
15'798
1'627
0'355
196'0
7/8''
9
20'419
18'611
1'807
0'395
272'0
1''
8
23'368
21'335
2'033
0'443
357'5
Tabla 1.- Roscas Whitworth.
Para representar los tornillos y tuercas se utiliza
la normativa I.S.O. según se presenta en la
siguiente figura.
• Sistema Whitworth para tubos: también
denominado sistema gas.
En la siguiente tabla se presentan las
características dimensionales de este tipo de
roscas
126
H = 0'96049 P
H = 0'86603 P
P
H1 = h3 = 0'64 P
H/6
Tuerca
55º
r = 0'14 P
H 1= h
H
D1 = d3 = D - 1'3 P
H/6
= 0'16 P
D 2= d 2
60º
Tuerca
H/2
h3
H
H
60º
H/4
d2=D 2- =d-3/4H=d-0'64952P
D = d
Tornillo
H
D=d
d3-=d-2h 3=d-1'22687 P
D2 = d2
Tornillo
P
D1
d3
r = H/6 = 0'14434 P
D 1= d 3
6
∅
Paso en
∅
∅
nominal
hilos por
medio
núcleo
Altura
Radio
D=d
pulgada Z
d3 = D 1
8'566
h3 = H 1
0'581
r
0'125
10
3
11'445
0'856
0'184
13
6
R
1/8"
28
d2 = D 2
9'147
R
1/4"
19
12'301
Diámetro
comercial del
tubo
Ext.
Int.
R
3/8"
19
15'806
14'950
0'856
0'184
17
10
R
1/2"
14
19'793
18'631
1'162
0'249
21
15
R
H/2
h3- = 1723 · H = 0'61343 P
3
d1= D 1=d-2H 1=d-1'08253 P
D2 = d2 =D - 0'64 P
H2 = H1
H/8
H1 = 5/8 · H = 0'54127 P
3/4"
14
25'279
24'117
1'162
0'249
26
20
R 1"
11
31'770
30'291
1'479
0'317
33
25
R 1 1/4"
11
40'431
38'952
1'479
0'317
42
32
R 1 1/2"
11
R 2"
46'324
11
58'135
44'845
56'656
1'479
0'317
1'479
48
0'317
40
60
∅
∅
nominal
H2 = H1
1'171
1'221
h3
0'215
0'35
1'573
1'371
1'421
0'4
1'740
1'509
0'45
1'980
0'45
0'051
1'08
0'189
0'051
1'47
1'567
0'245
0'216
0'058
1'79
1'648
1'713
0'276
0'243
0'065
2'13
2'208
1'948
2'013
0'276
0'243
0'065
2'98
0'5
2'675
2'387
2'459
0'307
0'271
0'072
4'47
0'6
3'110
2'764
2'850
0'368
0'325
0'087
6'00
0'7
3'545
3'141
3'242
0'429
0'379
0'101
7'75
0'75
4'013
3'580
3'688
0'460
0'406
0'108
10'1
0'8
4'480
4'019
4'134
0'491
0'433
0'115
12'7
1
5'350
4'773
4'917
0'613
0'541
0'144
17'9
1
6'350
5'773
5'917
0'613
0'541
0'144
25'4
1'25
7'188
6'466
6'647
0'767
0'677
0'180
32'8
8
1'5
9'026
8'160
8'376
0'920
0'812
0'217
52'3
10
1'75
10'863
9'853
10'106
1'074
0'947
0'253
76'2
2
12'701
11'546
11'835
1'227
1'083
0'289
105
2
14'701
13'546
13'835
1'227
1'083
0'289
105
2'5
16'376
14'933
15'294
1'534
1'353
0'361
175
2
2'2
2'4
5
3
4
3'5
4'5
6
7
14
18
α
α = 60º
H/2
P/8
H1= h 3
La siguiente tabla representa un resumen de los
distintos tipos de roscas.
H
α
α/2 α
α/2
H/2
H/8
H
c
Tornillo
D 1 = d3
P
= 0'108 P
Clase de rosca
D 2= d 2 D = d
Símbolo
Whitworth
8
Inglés
∅
∅
Altura filete
Tabla 4.- Roscas I.S.O.
Tuerca
H/8
c = 0'11 P
D2 = d2 = D - 0'65 P
1'373
0'215
1'8
16
D1 = d3 = D -1'3 P
0'35
II
P/8
H1 = h3 = 0'65 P
D1
H1
0'189
I
1'6
12
H = 0'86603 P
∅
∅
d3
Sec.
mm2
5
• Sistema Sellers: En la tabla siguiente se
presentan las características dimensionales de este
tipo de roscas.
∅
∅
r
50
Tabla 2.- Roscas tipo gas.
∅
∅
d2=D 2
P
∅
∅
∅
∅
Whitworth de gas
Ancho
nominal
Paso
medio
núcleo
Altura
del fondo
c
Sección
mm.2
D=d
P
d2 = D 2
d3 = D 1
h3 = H 1
Americano
1
0'397
1'596
1'388
2
0'454
1'889
1'594
0'258
0'043
1'513
ISO
0'295
0'049
1'995
3
0'529
2'171
1'827
0'344
0'058
2'621
4
0'635
5
0'635
2'433
2'021
0'412
0'069
3'207
2'763
2'351
0'412
0'069
4'341
6
8
0'794
2'989
2'473
0'516
0'087
4'803
0'794
3'650
3'134
0'516
0'087
7'714
10
1'058
4'798
4'110
0'688
0'116
13'267
1/4"
1'270
5'525
4'700
0'825
0'189
17'349
5/16"
1'411
7'021
6'104
0'917
0'195
29'263
3/8"
1'588
8'454
7'463
1'031
0'209
43'743
7/16"
1'814
9'934
8'755
1'179
0'213
60'200
1/2"
1'954
11'431
10'162
1'269
0'226
81'105
9/16"
2'117
12'913
11'538
1'375
0'232
104'556
5/8"
2'309
14'575
12'875
1'500
0'252
130'192
3/4"
2'540
17'400
15'750
1'650
0'279
194'827
7/8"
2'822
20'392
18'559
1'833
0'310
270'519
1"
3'175
23'338
21'276
2'062
0'349
355'524
Sellers
Basta
Fina
Especial
R
NC
NF
NS
Métrica
M
Métrica fina
M
Medidas nominales de la rosca
Diámetro de la rosca exterior en
pulgadas
Diámetro interior del tubo
normal en pulgadas
Nº o diámetro exterior de la rosca
en pulgadas seguida del paso en
hilos por pulgada y la abrev.
Diámetro exterior de la rosca en mm.
Diámetro exterior de la rosca y paso
en mm.
Tabla 5.- Denominación de los diferentes tipos de roscas.
Para acotar las roscas, en los planos, sólo se
acota el diámetro exterior, tanto para tornillos como
para tuercas, pues con sólo ellos al estar
normalizadas se conocen el resto de las
dimensiones. Así, sea por ejemplo un tornillo de
rosca métrica internacional I.S.O., tiene 16 mm. de
diámetro y 2 mm. de paso ¿cuanto medirán la altura
del filete y el diámetro del núcleo?
Observando el croquis del problema en la figura,
vemos que las fórmulas necesarias son:
Tabla 3.- Roscas Sellers.
En la tabla siguiente se presentan las
características dimensionales de este tipo de
roscas.
h3 = 0'7053 · P = 0'7053 · 2 = 1'4106 mm.
d3 = d - 2h3 = 16 - 2 · 1'4106 = 13'1788 mm.
Una vez analizados los tipos de roscas se va a
proceder igualmente con los tornillos.
Así según su aplicación los tornillos se pueden
clasificar en:
127
-
Tornillo de unión.
Tornillo pasante.
Espárrago.
Tornillo prisionero.
Tornillo autorroscante.
Pemos de articulación.
Pemos de anclaje.
-
Cada uno de los modelos expuestos es
presentado en la figura siguiente.
1
3
2
4
5
7
6
1.- Tornillo de unión.
2.- Tornillo pasante.
3.- Espárrago.
4.- Prisionero.
5.- Autorroscante.
6.- Pernos de articulación.
7.- Pernos de anclaje.
Figura 11.- Clasificación de tornillos según su aplicación.
Según la forma de la cabeza los tornillos se
pueden clasificar como sigue:
Cabeza hexagonal.
Cabeza cuadrada.
Cabeza cilíndrica.
Cabeza avellanada.
Cabeza redonda.
Cilíndrica con hexágono interior o tipo
Allen.
-
La siguiente figura representa los diferentes tipos
de cabezas encontradas en los tornillos.
3
2
1
5
6
De mariposa.
De varios brazos.
Moleteada.
Redonda con ranura.
Redonda con agujeros.
1
6
2
7
3
8
4
9
5
10
1.- Hexagonal normal.
2.- Hexagonal estrecha.
3.- Hexagonal ciega.
4.- Hexagonal almenada.
5.- Cuadrada.
6.- De mariposa.
7.- De cuatro brazos.
8.- Moleteada.
9.- Redonda con ranura.
10.- Redonda con agujeros.
Figura 13.- Tipos de tuercas.
Los tornillos y las tuercas debido a muy
diferentes causas pueden aflojarse, para evitarlo se
recurre a dispositivos de seguridad.
La seguridad del apretado se consigue con
diferentes métodos, para ello se utilizan:
-
Doble tuerca o contratuerca.
Pasadores en tuercas con almena.
Rozamiento con anillo de fibra sin
roscar embutido en la tuerca.
Arandelas de seguridad.
Arandela elásticas.
La siguiente figura presenta algunas de las
diversas formas de seguridad usadas para mantener
el aprieto de tornillos y tuercas.
4
1.- Tornillo de cabeza hexagonal.
2.- Tornillo de cabeza cuadrada.
3.- Tornillo de cabeza cilíndrica.
4.- Tornillo de cabeza avellanada.
5.- Tornillo de cabeza redonda.
6.- tornillo de cabeza tipo Allen.
3
1
2
Figura 12.- Cabezas de tornillos
5
Las tuercas tienen formas muy variadas y sus
aplicaciones son muy diferentes. Es posible
encontrar los siguientes tipos de tuercas:
-
Hexagonal normal.
Hexagonal estrecha.
Hexagonal ciega.
Hexagonal con almena.
Cuadrada.
4
1.- Doble tuerca.
2.- Pasadores.
3.- Rozamiento.
4.- Arandelas de seguridad.
5.- Arandelas elásticas.
Figura 14.- Sistemas de seguridad.
REMACHES
Para unir las chapas o perfiles laminados se
emplean diversos procedimientos, entre ellos se
pueden citar:
128
-
Doble cubrejunta
Procedimientos mecánicos
Procedimientos térmicos.
Los procedimientos mecánicos pueden producir
a su vez uniones fijas o no desmontables y uniones
móviles o desmontables. Las uniones fijas se hacen
principalmente por medio de roblones o remaches y
las uniones móviles por medio tornillos.
1.- Recubrimiento.
2.- Simple cubrejunta.
3.- Doble cubrejunta.
Los procedimientos térmicos dan lugar siempre
a uniones fijas y se realizan por alguno de los
diversos tipos de soldaduras.
El roblonado o remachado es un procedimiento
de unión que produce la unión fija de varias piezas
por medio de roblones o remaches.
Los roblones o remaches son elementos
compuestos de un cuerpo cilíndrico llamado caña,
vástago o espiga, y de una cabeza, de forma
generalmente de casquete esférico. Están hechos
de metales dúctiles, maleables y tenaces, como el
acero dulce, el cobre, el aluminio y algunas
aleaciones.
Las proporciones y dimensiones
remaches están normalizadas.
de
Figura 16.- Formas de ejecución de remachado.
Según la aplicación se pueden distinguir los
siguientes tipos de roblonado:
-
-
-
De fuerza, cuando los roblones sólo
deben aguantar los esfuerzos. Por
ejemplo, en las estructuras metálicas.
Roblonados impermeables, cuando los
esfuerzos que deban resistir sean
pequeños, pero que las chapas que se
hayan de unir deban dejar juntas
estancas.
De fuerza e impermeables, se emplean
en calderas a presión.
los
La colocación de los roblones se efectúa
introduciendo el cuerpo cilíndrico en agujeros
hechos con las dimensiones adecuadas, de manera
que sobresalga, deformando a continuación la parte
saliente hasta formar una nueva cabeza. La
colocación de los remaches o roblones se hace
generalmente en frío, para diámetros de hasta 8
mm. y en caliente para diámetros mayores de 10
mm.
La siguiente figura ilustra un remache con detalle
de su colocación.
Es interesante
estanquidad.
aclarar
la
significación
de
Se dice que una junta es estanca o impermeable
cuando no puede ser atravesada por los líquidos y,
en algunos casos, ni siquiera por los gases.
La estanquidad o impermeabilidad del roblonado
se consigue, unas veces por el contacto directo de
las chapas, otras por la interposición entre las dos
chapas de una materia plásticas, que puede ser
papel impregnado o una cinta de plomo.
El roblonado puede realizarse a mano o
mediante máquinas especiales.
La técnica de roblonado a mano utiliza un
martillo y sencillas herramientas que permiten
conformar el remache.
1
Figura 15.- Remache.
Una técnica simple, cómoda, rápida y fiable de
roblonado es la que utiliza remaches huecos con
máquinas de mano. En el interior del remache,
normalmente de aluminio, un pasador de acero con
cabeza redondeada es estirado hasta su rotura con
la remachadora, deformando el remache y
consiguiendo la unión fija buscada.
Según la forma de realizar el remachado se
distinguen los siguientes tipos:
La siguiente figura presenta la mencionada
técnica de remachado.
2
4
3
-
1.- Vástago del roblón.
2.- Cabeza de cierre.
3.- Espesor.
4.- Cabeza del roblón.
Recubrimiento
Simple cubrejunta
129
2
1
La soldadura consiste en la unión de piezas por
aplicación localizada de calor con deposición o sin
ella de material adicional. Dicha aplicación se
practica desde muy antiguamente pudiendo
distinguirse:
• Soldadura a presión o por forjado.
3
1.- Remache antes de la operación.
2.- Proceso.
3.- Remachadora de mano.
-
Figura 17.- Remachado hueco con máquina de mano.
El cálculo de las dimensiones de los remaches
es complejo y se recurre al uso de fórmulas
experimentales.
Así se tiene:
-
d
p
e
e = 1'5 · d
e
p
e = 1'5 · d
p=2·d+8
e m
e
p = 2'6 d + 10
m = 0'8 · p
d
d
t/2
d
e
t/2
m
e
e = 1'5 · d
t = 2'6 · d + 15
1
e = 0'9 · d
e e
1
p = 2'6 · d + 10
d = Diámetro del remache
Figura 18.- Distancia entre roblones.
• Diámetro del orificio de colación del remache:
1
El calor en la soldadura por fusión se obtiene de
un soplete axiacetilénico o de un arco eléctrico
entre un electrodo y las piezas a unir. En ambos
casos se hace un aporte de material que se
suministra comercialmente en forma de finas
varillas. Este material se une a la pieza a soldar
pues la zona de unión y la varilla se funden
mezclándose íntimamente.
e = 1'5 · d
e1 e
∅ del remache
en bruto d
La soldadura tiene especial incidencia en la
reducción de costes de fabricación pues se
simplifican gracias a ella los procesos de
fabricación de piezas.
Las uniones mediante soldadura de fusión tienen
una estructura áspera característica de los metales
fundidos.
e
t
Soldadura de fusión: autógena o por
arco.
Soldadura por resistencia.
Hoy las soldaduras por fusión son sin lugar a
dudas las más utilizadas en la fabricación de
maquinaria, y de ellas la soldadura por arco la más
extendida y perfeccionada.
Diámetro del remache: 1'5-2 veces el
tamaño de la chapa más gruesa.
Longitud del remache: espesor de las
piezas unidas + 1'5 veces su diámetro.
Distancia entre remaches:
e
-
1' 2 2' 3
4 5
6
8
4
6
∅ del agujero 1' 1' 2' 2' 3' 4' 5' 6' 8'
d1
1
5
2 8
2
3 3
4
4
Tabla 6.- Diámetros de remaches y de sus orificios.
9
9'
5
Un detalle importante que no debe ser olvidado
al utilizar este tipo de soldadura es que al enfriarse
la contracción del metal fundido genera
considerables tensiones que son máximas en la
dirección transversal a la soldadura originando
deformaciones indeseables en las piezas y peligro
de ruptura al someterlas a tracción en la dirección
antedicha.
Las transmisiones generadas pueden eliminarse
por tratamiento térmico de las piezas o por tensión
de las piezas previa a la soldadura. En todo caso no
se debe dejar de tener en cuenta este detalle.
SOLDADURA
Para fabricar piezas por soldadura se fijan en la
posición adecuada los elementos constituyentes y
se le aplica el método de unión.
La soldadura no constituye en sí un elemento de
máquina.
En la siguiente figura se indican varios de los
tipos diferentes de soldadura:
En los procesos de fabricación de máquinas la
soldadura es una forma de unión permanente o de
fabricación de elementos.
130
5
1
6
1.- Soldadura en t
2.- Soldadura en t
para placas gruesas
2
7
3.- Soldadura a traslape
o en garganta
4.- Soldadura a tope
de extremos planos
5.- Soldadura a tope
con ranura en V
6.- Soldadura a tope con
ranura en doble V
7.- Soldadura a tope con
ranura en media V
3
8
8.- Soldadura en L con
cordón interior opcional
4
Figura 19.- Diferentes formas de soldadura.
Las tensiones de trabajo soportadas por
soldaduras con acero de bajo contenido en carbono,
que son las más usuales son las expuestas en la
siguiente tabla:
Carga
estática
Kg/cm2
Tipo de soldadura
Carga
dinámica
Kg/cm2
Soldadura a tope
• Tracción
1000
400
• Compresión
1000
400
• Cortadura
500
300
Otras formas de
900
300
soldadura
Tabla 7.- Tensiones de trabajo permisibles
en soldaduras con acero.
Las fatigas de cálculo son las presentadas en la
siguiente figura:
l
P
P
P
h
P
Soldadura a tope a tracción: σσ == h·l
P
P
l
h
l
P
Soldadura en t a cortante: σσ ==
0'707·h·l
h
P
Soldadura a tope a cortante: σσ ==
P
h·l
Figura 30.- Fatigas de cálculo en soldaduras.
En general para el cálculo de los esfuerzos o
tensiones en soldadura es suficiente con aplicar los
métodos de cálculo expuestos en los temas
iniciales de este libro teniendo en cuenta las
tensiones permisibles en las soldaduras y
mayorando las cargas debido al denominado efecto
de concentración de tensiones en las soldaduras
con los coeficientes dados en la siguiente tabla:
Tipo de soldadura
Coeficiente de mayoración de
carga
Soldadura a tope
1'2
Soldadura a traslape
1'5
Soldadura en t
2
Tabla 9.- Coeficientes de mayoraciónpor concentración de
tensiones.
131