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Apuntes sobre metrologia....

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METROLOGÍA Y NORMALIZACIÓN

“SIMBOLOGÍA DE SOLDADURA, TIPOS DE AJUSTES Y DIMENSIONES NORMALIZADAS DE PLANOS”

Tipos de soldadura La soldadura se conoce prácticamente desde la antigüedad, y ha sido uno de los pilares tecnológicos para llegar a la Revolución Industrial del siglo XIX. Sin ella sería imposible haber logrado la construcción de la maquinarias y elementos de ingeniería que en la actualidad damos por hechos. El método de soldadura maś antiguo es el que se logra en la fragua, golpeando dos metales entre sí hasta lograr su unión. Si bien con el paso del tiempo fueron apareciendo nuevas técnicas de soldadura, el principio es el mismo: unir fuertemente dos metales mediante la aleación de ellos entre sí o a través de un tercer metal utilizado como fundente. A continuación veremos las técnicas más utilizadas en la actualidad.

Soldadura por gas Se trata de una técnica bastante simple, económica y popular, aunque su utilización en procesos industriales ha disminuido últimamente. La más conocida es aquella que utiliza la combustión de acetileno en oxígeno, llamada soldadura autógena, que permite alcanzar una llama que supera los 3.200 °C. Sus ventajas principales son su bajo costo y la capacidad de movilidad sus equipos. La desventaja es el tiempo que tardan los materiales para enfriarse. También existen métodos de soldadura por gas a temperaturas notablemente inferiores, como aquella llamada soldadura fuerte, que implica el uso de un soplete de gas licuado de petróleo mezclado con aire para lograr una llama lo suficientemente caliente como para fundir una aleación de estaño con plomo, utilizada principalmente en plomería para la unión de tuberías de agua en instalaciones domésticas.

Soldadura por arco eléctrico Esta es una de las técnicas más desarrolladas, y existen muchos procesos que se basan en este principio. Para lograr la soldadura se utiliza una fuente de energía eléctrica (ya sea corriente continua o alterna) que permite derretir los metales. El proceso varía de acuerdo a la fuente de energía utilizada, el tipo de electrodos, y la utilización o no de un gas u otro material que altere la interacción de los componentes con la atmósfera.

SMAW (Shielded Metal Arc Welding) En español se la conoce por las siglas MMAW (Metal Manual Arc Welding, o soldadura metálica manual por arco). En este proceso se utilizan electrodos de acero revestidos con un material fundente que, con el calor de la soldadura, produce dióxido de carbono. Este gas actúa como un escudo contra el oxígeno de la atmósfera, impidiendo la oxidación y la formación de escoria sobre el charco de soldadura. El núcleo de acero del electrodo, al fundirse, une las piezas y rellena los espacios. Es una técnica sencilla de aprender y los equipos que requiere son accesibles y fáciles de conseguir. GMAW (Gas Metal Arc Welding) En español, soldadura de gas de arco metálico, o de gas de metal inerte (MIG); es una técnica parecida a la anterior pero que usa un electrodo que no se consume y un gas inerte, que se

suministra aparte y que debido a su naturaleza, impide la formación de óxidos y escorias. Es una técnica también sencilla de aprender, pero que requiere un equipo algo más sofisticado. Al requerir la aplicación de un gas, no es muy adecuada para trabajos al aire libre.

FCAW (Flux Cored Arc Welding) En español significa soldadura de arco de núcleo fundente. Es una técnica mucho más rápida que la anterior, aunque más susceptible a imperfecciones. En esta técnica, el electrodo de acero está relleno de un material en polvo que al quemarse produce un gas de blindaje y una capa de escoria que protege la soldadura. Es un proceso semiautomático, pero que se puede automatizar con las herramientas adecuadas. Por otro lado, esta técnica también se puede combinar con el suministro de un gas de blindaje aparte para lograr mejores resultados.

GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) Soldadura de arco con gas de tungsteno, o de gas inerte de tungsteno (TIG). En este proceso, el electrodo es de tungsteno y no se consume, y se utilizan gases inertes o semi-inertes como blindado. Es un proceso lento y preciso, que requiere de mucha técnica, pero que permite unir metales finos y realizar trabajos delicados. Este tipo de soldaduras se utiliza extensamente en la fabricación de bicicletas.

SAW (Sumerged Arc Welding) Soldadura de arco sumergido. En esta técnica, se utiliza un material protector granuladoque se aplica como un flujo constante sobre el arco, ocultando la luz y el humo que genera el proceso. El material protector aísla la soldadura de la contaminación atmosférica, genera una escoria que protege la soldadura y puede contribuir a la formación de aleaciones. Además, el mismo puede ser reutilizado. Este proceso se utiliza a escala industrial. Soldadura con equipos inverter (IGBT) Una mención especial debe hacerse para los equipos que poseen la tecnología IGBT, comúnmente conocida como inversora. En estos equipos se utiliza tecnología digital para operar el rectificado, el control de la frecuencia y otros parámetros, pero principalmente se ofrece además el control informatizado del ciclo, algo conocido como asistencia a la soldadura. Mediante esta ayuda es posible lograr un ciclo de soldado mucho más eficiente en términos de consumo, una costura más prolija, eliminar por completo el sticking o pegado del electrodo mediante el hot start, alcanzar una mayor profundidad y penetración con un menor consumo eléctrico, y reducir las salpicaduras en las técnicas MIG y TIG.

Soldadura por resistencia En esta técnica se aplica una corriente eléctrica directamente a las piezas que deben ser soldadas, lo que permite fundirlas y unirlas. Requiere de equipos costosos y sus aplicaciones son bastante limitadas. Las técnicas más utilizadas son las llamadas soldadura por puntosy soldadura de costura, que permiten unir varas piezas de metal fino, ya sea en pequeñas uniones o en soldaduras largas y continuas.

Soldadura por rayo de energía concentrada En esta técnica se puede utilizar un rayo láser concentrado o un haz de electronesdisparado en el vacío para lograr soladuras de alta precisión. Es un proceso muy costoso, pero fácil de automatizar. La técnica es extremadamente rápida, lo que la hace ideal para procesos de fabricación en masa.

Soldadura de estado sólido Son técnicas que permiten unir las piezas sin fundirlas. Una de ellas es la aplicación de ondas de ultrasonido en una atmósfera de presión alta, muchas veces utilizada para la unión de materiales plásticos. Otra técnica es la soldadura explosiva, que consiste en colisionar dos piezas a alta velocidad, lo que produce que los materiales se plastifiquen y se unan sin generar demasiado calor.

Simbología de la soldadura El símbolo de soldadura consiste en una línea de referencia unida a una línea de flecha en el que, sobre la línea de referencia se pueden incluir los símbolos elementales, suplementarios, dimensiones... y demás indicaciones que indican el tipo de soldadura y sus características. La línea de flecha indica la localización de la unión soldada, debiendo de estar en contacto con una línea sólida visible que sea parte de la unión. La línea de referencia se ha de dibujar preferentemente paralela al lado inferior del dibujo, es decir, horizontalmente. Si al símbolo de soldadura solamente se le añade una cola, se tiene el símbolo de soldeo básico. Este símbolo se usa cuando los detalles de la unión no están especificados y solamente se quiere indicar que la unión a la que se hace referencia va a ser soldada.

La línea de referencia suele ser una línea de referencia doble, en la que una de las líneas es de trazos discontinuos y sirve para proporcionar información sobre el otro lado de la soldadura, o lado opuesto. La línea discontinua se puede dibujar encima o debajo de la línea continua (preferentemente debajo).

Símbolos elementales. Al símbolo de soldadura (línea de referencia más línea de flecha) se le pueden añadir símbolos elementales que indican el tipo de soldadura a realizar, desde el punto de vista geométrico. Estos símbolos se sitúan sobre la línea de referencia, generalmente en su punto medio. Estos símbolos elementales pueden ser completados mediante la adicción de símbolos suplementarios, dimensiones y/o información complementaria. Estos símbolos elementales pueden combinados para representar configuraciones de soldadura particulares. En la siguiente tabla se muestran los símbolos elementales normalizados.

Tabla 1 Símbolos elementales

Tabla 1 Continuación

Soldaduras a tope simétricas En el caso de soldaduras simétricas (simetría de forma y también de dimensiones) por ambos lados de la unión, los símbolos elementales se han de situar opuestos unos de otros sobre la línea de referencia incluyendo toda la información requerida. En la tabla 2 se representan combinaciones de símbolos elementales para representar soldaduras simétricas.

En las uniones soldadas simétricas se debe eliminar la línea de referencia discontinua. En el caso de soldaduras asimétricas (mismo tipo de soldadura, pero diferentes dimensiones), no se puede suprimir la línea discontinua. Tabla 2 Símbolos elementales combinados para soldaduras simétricas

1.1.

Símbolos suplementarios

Los símbolos suplementarios sirven para proporcionar información adicional, generalmente relacionada con la forma del cordón del soldadura o sobre cómo debe ser realizada la soldadura. En la tabla 3 están representados los símbolos suplementarios. 1.2.

Líneas de flecha múltiples

Se pueden combinar dos o más líneas de flecha partiendo de una única línea de referencia para indicar diferentes localizaciones de soldaduras idénticas.

Fig. 1 Líneas de flecha múltiple y línea de flecha quebrada

Tabla 3 Símbolos suplementarios

Línea de flecha quebrada La línea de flecha quebrada se usa en soldaduras a tope en las que solo de los elementos a unir requiere una preparación previa (por ejemplo, soldadura en bisel simple o en J simple) y el otro componente no. En estos casos la línea de flecha ha de ser quebrada y apuntar hacia el componente al que se ha de aplicar la preparación previa.

Posición de la unión soldada. “Lado y otro lado” de la flecha. Una unión soldada está formada por dos lados: el lado en el que se realiza la soldadura y el lado opuesto, formando ambos partes de la misma unión. Se denomina “lado de la flecha” al lado de la unión al cual señala la punta de la flecha. El “otro lado” es el lado opuesto de la unión al que señala la punta de la flecha. Como se ha indicado la línea de referencia del símbolo de soldadura es una línea doble, formada por una línea continua y por otra línea de trazos. La línea continua hace referencia al “lado de la flecha” y la línea discontinua al “otro lado” de la flecha. Cuando la soldadura se realiza en el lado de la flecha los símbolos que definen la soldadura deben de estar situados en la línea continua. Si la soldadura se realiza en el otro lado, los símbolos han de situarse en la línea discontinua. La línea discontinua puede estar situada debajo o encima de la línea continua.

Fig. 2 Localización de la soldadura

Líneas de referencia múltiple Se pueden emplear dos o más líneas de referencia para indicar una serie de operaciones de soldeo consecutivas. La primera operación a realizar será indicada en la línea de referencia más cercana a la punta de la flecha. El resto de operaciones se indican consecutivamente en las otras líneas de referencia, realizando en primer lugar aquellas que estén más cercanas a la flecha.

Fig. 3 Líneas de referencia múltiples

Cola La cola es un elemento opcional que se añade al final de la línea de referencia cuando es necesario incluir información adicional en el símbolo de soldadura. Dicha información puede ser: 

Nivel de calidad. Normas ISO 5817, ISO 10042, ISO 13919…



Proceso de soldeo, con numero de referencia de acuerdo a la norma ISO 4063



Material de aportación. Normas ISO 14171, ISO 14341…



Posición de soldeo. Norma ISO 6947.



Información suplementaria

Una cola cerrada se emplea para indicaciones referentes a una instrucción precisa.

Fig. 4 Indicación de información adicional

Dimensionamiento de uniones soldadas Las dimensiones de las uniones soldadas se especifican en la línea de referencia, al lado del símbolo de soldadura. Generalmente (no en todos los casos) es necesario especificar dos dimensiones: Dimensión de la sección transversal, que se ha de situar a la izquierda del símbolo  elemental.



Dimensión longitudinal, que se sitúan a la derecha del símbolo

elemental. Las unidades de estas dimensiones han de ser las mismas que las unidades del plano.

Dimensión de la sección transversal Dependiendo del tipo de soldadura las dimensiones que definen su sección son diferentes. A continuación se indican las medidas a indicar en los tipos de soldadura más habituales. a) Soldaduras a tope. En las soldaduras a tope la dimensión de la sección transversal queda definida por la profundidad de penetración de la soldadura (s). Si no se indica ninguna dimensión, la soldadura a tope ha de ser a penetración completa. En el caso de soldaduras por ambos lados cada soldadura ha de estar dimensionada por separado.

Fig. 5 Profundidad del cordón en soldadura a tope b) Soldadura en ángulo. En las soldaduras en ángulo se ha de especificar las dimensiones del triángulo resultante de la soldadura indicando el espesor de garganta (letra a) o la longitud del lado (letra z) delante del valor numérico de dicha dimensión. En el caso de longitudes de lado desiguales se han de incluir las dimensiones de cada lado, por ejemplo z1 4 z2 6.

Fig. 6 Dimensión transversal de una soldadura en ángulo 1.3.

Dimensión longitudinal.

La longitud del cordón de soldadura se ha de especificar a la derecha del símbolo elemental. Cuando el cordón es continuo a lo largo de toda la longitud de la unión no se indica dimensión alguna. En el caso de soldaduras intermitentes (cordón no continuo) se deben indicar las siguientes dimensiones, y en el siguiente orden: 1)

Número de elementos de la soldadura (número de cordones), n

2)

Longitud de cada elemento de la soldadura, l

3) Espacio entre cada elemento, e. Este valor ha de situarse entre paréntesis. La representación final de la longitud de la soldadura es la siguiente:

� � � (�), por ejemplo 4 x 20 (30)

Fig. 7 Dimensionamiento de uniones soldadas: a) Soldadura a tope, b) doble soldadura en ángulo intermitente alternada.

Concepto Se llama formato a la hoja de papel en que se realiza un dibujo, cuya forma y dimensiones en mm. están normalizados. En la norma UNE 1026-2 83 Parte 2, equivalente a la ISO 5457, se especifican las características de los formatos.

Dimensiones Las dimensiones de los formatos responden a las reglas de doblado, semejanza y referencia. Según las cuales: 1.

Un formato se obtiene por doblado transversal del inmediato superior.

2.

La relación entre los lados de un formato es igual a la relación existente entre el lado de un cuadrado y su diagonal, es decir 1/√2 .

3.

Y finalmente para la obtención de los formatos se parte de un formato base de 1 m². Aplicando estas tres reglas, se determina las dimensiones del formato base llamado A0 cuyas dimensiones serían 1189 x 841 mm. El resto de formatos de la serie A, se obtendrán por doblados sucesivos del formato A0. La norma estable para sobres, carpetas, archivadores, etc. dos series auxiliares B y C. Las dimensiones de los formatos de la serie B, se obtienen como media geométrica de los lados homólogos de dos formatos sucesivos de la serie A.

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Los de la serie C, se obtienen como media geométricas de los lados homólogos de los correspondientes de la serie A y B.

Excepcionalmente y para piezas alargadas, la norma contempla la utilización de formatos que denomina especiales y excepcionales, que se obtienen multiplicando por 2, 3, 4 … y hasta 9 veces las dimensiones del lado corto de un formato.

Plegado La norma UNE – 1027 – 95, establece la forma de plegar los planos. Este se hará en zig-zag, tanto en sentido vertical como horizontal, hasta dejarlo reducido a las dimensiones de archivado. También se indica en esta norma que el cuadro de rotulación, siempre debe quedar en la parte anterior y a la vista.

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Indicaciones en los formatos Márgenes En los formatos se debe dibujar un recuadro interior, que delimite la zona útil de dibujo. Este recuadro deja unos márgenes en el formato, que la norma establece que no sea inferior a 20 mm. para los formatos A0 y A1, y no inferior a 10 mm. para los formatos A2, A3 y A4. Si se prevé un plegado para archivado con perforaciones en el papel, se debe definir un margen de archivado de una anchura mínima de 20 mm., en el lado opuesto al cuadro de rotulación. Cuadro de rotulación Conocido también como cajetín, se debe colocar dentro de la zona de dibujo, y en la parte inferior derecha, siendo su dirección de lectura, las misma que el dibujo. En UNE – 1035 – 95, se establece la disposición que puede adoptar el cuadro con su dos zonas: la de identificación, de anchura máxima 170 mm. y la de información suplementaria, que se debe colocar encima o a la izquierda de aquella.

Señales de centrado Señales de centrado. Son unos trazos colocados en los extremos de los ejes de simetría del formato, en los dos sentidos. De un grosor mínimo de 0,5 mm. y sobrepasando el recuadro en 5 mm. Debe observarse una tolerancia en la posición de 0,5 mm. Estas marcas sirven para facilitar la reproducción y microfilmado.

Señales de orientación Señales de orientación. Son dos flechas o triángulos equiláteros dibujados sobre las señales de centrado, para indicar la posición de la hoja sobre el tablero.

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Graduación métrica de referencia Graduación métrica de referencia. Es una reglilla de 100 mm de longitud, dividida en centímetros, que permitirá comprobar la reducción del origina en casos de reproducción.

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