Esta guía cubrirá los 5 tipos básicos de soldaduras y uniones soldadas, los pros y los contras de cada uno, y las diferentes aplicaciones posibles para cada uno.
La diferencia entre una soldadura y una junta
Antes de continuar, es importante señalar que los tipos de “juntas” y los tipos de “soldaduras” no son lo mismo, y es incorrecto tratar de usar estos términos indistintamente.
Las juntas son los puntos o bordes donde se juntan dos o más piezas de metal para lograr una forma o estructura deseada.
Las soldaduras se refieren a la configuración de soldadura utilizada para soldar las piezas de metal dentro de la unión y hacer, efectivamente, una pieza completa. Por ejemplo, la soldadura de filete de uso común podría usarse para soldar una junta de solape, una junta de esquina o una junta en T.
Las 5 juntas de soldadura básicas
Echemos un vistazo a cada tipo diferente de unión soldada, describamos qué es, cómo podría utilizarse y las posibles ventajas y desventajas de cada una.
Junta a tope
Dentro de la clasificación de juntas a tope, hay una serie de variaciones en el diseño de juntas a tope basadas en la preparación de los bordes de los dos elementos de las juntas, que incluyen;
- Cuadrado
- Bisel simple
- Bisel doble
- Solo J
- Doble J
- V simple
- Doble V
- U sola
- Doble u
- con bridas
- Borde redondo (abocardado simple y abocardado doble)
Juntas a tope cuadradas
Una junta a tope cuadrada se usaría comúnmente en secciones más delgadas de una placa, tubería, ángulo o canal, es decir, ¼” o menos, y no están bajo grandes cantidades de tensión. Estas articulaciones no requieren prácticamente ninguna preparación conjunta para hablar; simplemente ajuste las piezas con cualquier espacio que se adapte al proceso de soldadura elegido y los requisitos de la tarea involucrada, y comience a soldar.
Juntas a tope de bisel simple
Un solo bisel es donde solo una de las piezas a unir requiere un bisel para lograr la penetración de soldadura deseada. Esto se usa comúnmente cuando se sueldan vigas a columnas en la industria de la construcción de acero estructural. No sería práctico, ni siquiera posible, biselar una columna en posición vertical, por lo que la preparación de la junta se realiza solo en la viga. Un solo bisel en esta aplicación permite al soldador soldar toda la junta desde un lado. Esto es ventajoso cuando no sea posible el acceso a ambos lados de la junta. Es posible que se requiera o no una barra de respaldo, según el diseño de la junta.
Juntas a tope de doble bisel
Un bisel doble, por otro lado, puede ser ventajoso por esta misma razón; no se requiere material de respaldo. El soldador puede simplemente soldar desde un lado y luego limpiar la pasada de raíz desde el lado opuesto y lograr así la penetración completa de la junta. Las uniones de soldadura de doble bisel se usan comúnmente en tuberías para unir secciones de tubería y lograr una penetración completa de la unión que se requiere para la tubería de proceso. El biselado se puede lograr fácilmente con una amoladora angular para tuberías más pequeñas o una máquina biseladora, una herramienta de uso común en el comercio de tuberías.
Juntas a tope en V simples
Las juntas de tope en V simple se utilizan principalmente para unir tuberías donde la soldadura se produce desde un solo lado, especialmente para tuberías de menos de 24” NPS. En este tipo de unión, la pasada de raíz puede soldarse con proceso GTAW o mediante proceso SMAW utilizando electrodos celulósicos como el E6010.
Juntas a tope en V doble
También se puede usar un bisel en V doble para unir secciones pesadas de placas o vigas donde hay acceso a ambos lados de la junta. Una vez más, el bisel se puede lograr con oxicorte o esmerilado y, por esta razón, se usa comúnmente en aplicaciones de soldadura de campo.
Juntas a tope biseladas en J y biseladas en U
Tanto los diseños de juntas de bisel en J como de bisel en U, tanto de bisel simple como doble, a menudo se encuentran en aplicaciones muy específicas y únicas dentro de la industria de la soldadura. Ambos tipos de designaciones de juntas generalmente requieren maquinado de las partes a unir y, por lo tanto, son más difíciles de realizar en los sitios de trabajo. Estas designaciones de juntas particulares pueden usarse para unir secciones de placas pesadas o tuberías donde el criterio de soldadura es crítico. El bisel doble en U o J puede, en casos raros y específicos, usarse en la tubería como una forma de contrarrestar cualquier posible restricción de flujo creada por una soldadura que penetra en la tubería.
Juntas a tope en J y U simples y dobles
Ambos tipos de diseños de juntas se utilizan principalmente para unir secciones gruesas cuando las juntas están sujetas a cargas dinámicas, como en el caso de los puentes. Una de las desventajas de estos diseños de juntas es la necesidad de herramientas especiales para la preparación de los bordes para obtener el tope de la ranura en J o U en el otro lado. Una ventaja de estas dos uniones es que requieren menos cantidad de electrodos de soldadura para completarlas, en comparación con las uniones con ranura en V simple y doble.
Juntas a tope con brida
Este tipo de diseño de junta se usa para unir secciones delgadas y generalmente se usa en fabricaciones de conductos HVAC donde se requieren soldaduras de sello.
Unión en T
La junta en T, o junta en T, es una junta muy utilizada en la construcción y la fabricación en todo el mundo. La junta en T se puede utilizar para unir todo tipo de tamaños y formas diferentes para lograr el producto final deseado. Por ejemplo, unir el marco de montaje a la parte trasera de un cucharón de cargador se logra con alguna variación de un diseño de junta en T.
La configuración de la unión en T podría soldarse con una soldadura de filete o con soldaduras de ranura, ya sea con penetración parcial de la junta (PJP) o penetración completa de la junta (CJP) y tal vez soldaduras compuestas que incluyan soldaduras de ranura y de filete como en el caso de soldar secciones compuestas. .
Junta de esquina
La junta de esquina es muy simple y fácil de implementar y requiere una preparación mínima. Las piezas que se van a unir se juntan aproximadamente en ángulo recto entre sí y se fijan con tachuelas en su lugar. La junta de la esquina se puede alinear con los bordes interiores de cada pieza alineada o con una pieza superpuesta a la otra, según el diseño de la junta, como se muestra en la imagen de abajo.
La junta de esquina se puede soldar con soldaduras de filete o soldaduras de ranura. Como se ve en la imagen de arriba, ambas juntas C y D serían un escenario de soldadura de ranura cuando se realizan desde el exterior, pero implicarían una soldadura de filete en la parte interior de la junta.
Junta de solape
Una junta traslapada se hace colocando efectivamente una pieza (típicamente una placa) sobre la parte superior de otra. Al igual que con las juntas de esquina, se requiere un mínimo de preparación para lograr una junta de traslapo adecuada. Asegúrese de que el material esté limpio y libre de suciedad y residuos, póngalo en contacto firme, puntee y comience a soldar.
Muchos pisos de tanques se construyen de esta manera porque la junta traslapada, con una cantidad específica de superposición (típicamente de 1½” a 2”), crea una junta resistente que se puede soldar rápidamente con soldaduras de filete en todas las conexiones. Este tipo de diseño de unión es muy común en la soldadura fuerte, donde el alambre de aporte se funde y se deja esparcir entre las dos láminas o tuberías de tendido por lo que se denomina acción capilar. Esto se utiliza en la unión de tuberías de cobre en sistemas HVAC.
Junta de borde
Por último, la junta de cantos, que se realiza mediante la unión de piezas, generalmente chapa y soldadura de los cantos exteriores. Hay varios tipos diferentes de juntas de borde:
- ranura en U
- ranura en V
- Ranura J
- Brida de esquina
- Ranura biselada
- Ranura cuadrada
- Brida de borde
Las juntas de borde se pueden hacer con cualquiera de las variaciones que se encuentran en la ilustración anterior, según el grosor del material que se va a unir y la resistencia deseada de la pieza que se está fabricando. Las juntas de borde se usan muy comúnmente en aplicaciones de chapa metálica. La pestaña de borde y la pestaña de esquina son formas de agregar rigidez estructural cuando se usan materiales más delgados.
La configuración de la junta de borde siempre se haría con alguna variación en la soldadura de ranura.
Preguntas frecuentes sobre juntas de soldadura
Estas son algunas de las preguntas más frecuentes sobre varias juntas de soldadura.
¿Qué tipo de junta de soldadura es la más fuerte?
Sería difícil dar una respuesta única a esta pregunta debido a los muchos factores que intervienen en esta respuesta. En primer lugar, ¿cómo mediría exactamente la fuerza? ¿Resistencia a la tracción? fuerza de rendimiento? ¿Ductilidad? Se podría argumentar convincentemente que la penetración total, cuando se realiza correctamente, es una de las articulaciones más fuertes, si no la más fuerte. Cuando se realiza correctamente, esta unión soldada debe ser más fuerte que el metal que se une.
¿Qué tipo de junta de soldadura es la más utilizada?
Nuevamente, es difícil dar una respuesta simple y completa aquí. En la construcción de tuberías, rara vez verá otra cosa que no sean soldaduras a tope de penetración total. Si trabaja en acero estructural, es posible que vea muchas soldaduras de filete, con solo unas pocas soldaduras a tope en empalmes de columnas o vigas. Si suelda en el mercado de láminas de metal, es posible que vea más juntas de esquina y borde.
¿Qué tipo de junta de soldadura es la más difícil de soldar?
Podría decirse que la tubería soldada a tope de doble bisel es la más difícil de fabricar por varias razones. Uno, la soldadura generalmente solo es accesible desde el exterior de la tubería. En segundo lugar, los criterios de aceptación en los códigos de soldadura que normalmente rigen las soldaduras de penetración de juntas completas en tuberías son muy estrictos y no permiten mucho margen de error. El soldador debe poder producir una soldadura uniforme, relativamente libre de defectos desde el exterior de la tubería con consistencia, a menudo en condiciones menos que ideales.
¿Cuáles son algunos problemas o inconvenientes de algunas uniones de soldadura que se usan más comúnmente?
Al realizar una soldadura a tope en cualquiera de los tubos de una viga, la alineación se convierte en una consideración muy importante. La mayoría de los códigos de soldadura permiten un MÁXIMO de ⅛” de pulgada de desalineación, algunos códigos de tubería solo permiten 1/16”. Demasiada desalineación puede afectar negativamente la calidad de la soldadura y la resistencia de la pieza que se está soldando.
Es importante tener en cuenta que cuando se usa una junta en T para unir espesores de material radicalmente diferentes, por ejemplo, una pieza de placa de 5/16″ a una sección de placa de 1″, puede crearse tensión en la soldadura, generalmente en el punta de la pieza más delgada que se está uniendo. Esto se puede mitigar ya sea aumentando el tamaño de la soldadura para disipar la tensión sobre un área de superficie más grande o usando un “repad” que es, en esencia, un ajuste de placa entre las dos piezas que se unen en la junta en T. Esto actúa como amortiguador y parece disipar la tensión de manera más uniforme en toda la soldadura.