ELEMENTOS DE UNION

Definición.- Todo los elementos que unen dos o más piezas, en forma perenne o removible se les llama elementos de unión, estos son:

Uniones permanentes fijas o inseparables.

Uniones Remachadas

Uniones Soldadas

Uniones Forzadas o Zunchadas

Uniones con Adhesivos

UNIONES DESMONTABLES

UNIONES DESMONTABLES DESARMABLES SEPARABLES

Uniones a Rosca

Uniones por Chaveta

Uniones por pasadores y clavijas

Uniones por guías deslizantes

Uniones por estrías

REMACHESLos remaches o roblones, es el elemento de unión más antiguo que

el hombre utilizó; consta de cabeza, vástago o caña, la cabeza

primitiva se llama cabeza de asiento y la que se prepara cabeza de

cierre; se forma la cabeza sujetando con la contra estampa y la

formación de la cabeza con la estampa.

La historia del remache... Hacia el año 1853 se desarrollaba en Estados Unidos

la llamada "fiebre del oro".

En un pequeño pueblo de California el señor Levi Strauss al bajar de su ajada carreta se encontró con dos buscadores de oro, los hombres le preguntaron que llevaba en su carreta.

Levi Stauss respondió que solo se trataba de lona para tienda de campaña, los hombres reían mientras le aseguraban que en el pueblo ya existían demasiadas tiendas.

Historia del Remache Pero uno de los buscadores hizo hincapié en los agujereados

pantalones de su socio y, en tono de broma, dijo que en realidad lo que necesitaban en el pueblo era alguien que realizara pantalones nuevos.

Levi Strauss pensó en el episodio ocurrido y fue ese momento el que lo motivó hacia la gran revolución que provocaría mas tarde y lo llevaría a la fama.

Viajó a San Francisco y buscó un sastre al que le entregó la lona que llevaba en su carreta y le pidió que con ella confeccionara pantalones.

Y es allí donde comienza la historia...

Levi Strauss Levi Strauss comenzó con la fabricación de una prenda que

originalmente se llamó "overol de cintura" y que posteriormente vistió al mundo entero.

En 1873 había recibido numerosas quejas de sus consumidores ya que no podían cargar con sus pesadas herramientas y con el oro que recogían. Entonces intentó solucionar el problema agregando a la prenda una doble costura.

Y para asegurar aún mas la prenda, le aplicó tachas de cobre en los bolsillos: había nacido el actual 501 y la incorporación del remache.

Así fueron los primeros remaches

El 20 de mayo se celebra el cumpleaños del blue jeans; hacia 1873 se le agregaron los famosos ribetes de remaches y en consecuencia surgieron lo que hoy se conoce como los tradicionales jeans.

CARACTERISTICAS DE LOS REMACHES

Una unión remachada, es una unión permanente que consta de ensamblar dos o más elementos a través de un remache o roblón y si se desea hacer el desmontaje se deberá destruir al remache.

CARACTERISTICAS DE UN REMACHE Cabeza en uno de sus extremos, que puede ser:

Cabeza plana , avellanada, de botón, tipo casuela

A A = 2.0 D 90º

H H = 0.33 D A

H A = 1.85D

H = 0.43D

REMACHES DUPONT Y CHERRY

REMACHES DUPONT, se caracteriza por que lleva una carga explosiva en el extremo a remachar se utiliza para ser aplicado en lugares incómodos.

REMACHES CHERRY, se utiliza para ser aplicado en lugares donde no es posible tener acceso en la zona de remachado

Explosivo

TIPOS DE UNIONES REMACHADAS

UNIONES POR SOLAPA.- Las dos chapas solapan una contra la otra, son uniones con dos o más filas de remaches

UNIONES A TOPE.- Las dos chapas están a tope y van unidos con dos o más cubre juntas y con uno o más hileras de remaches.

JUNTAS – PASO- MODULO

PASO.- Es la distancia de centro a centro de cada fila y se llama paso de remache, puede variar de una a otra fila, puede ser: 2 1/2 a 3 ½ D.

MODULO.- Es la distancia repetitiva a lo largo de la unión, contado verticalmente.

ROTURA DE UNIONES REMACHADAS

Cortadura de remaches.- Puede ser simple o doble.

Sobre tensión del roblón Falla de la plancha.- por desgarramiento de

la sección o por agrietamiento de los agujeros

Uso de los remaches

PREPARACION DE LOS AGUJEROS

Los agujeros deberán ser normales a la superficie del material que se unirán por remaches.

Preparación.- Punzuneado, es el proceso de señalar el centro del agujero, haciendo uso del punzón y martillo.

Agujereado.- Se realiza empleado un taladro: manual de banco, con ayuda de brocas sujeto por el Shuk.

El diámetro del agujero para un remache de acuerdo a las normas debe ser el diámetro de la broca + 1/8”.

Cuando el diámetro del vástago es considerable, se calienta al rojo cereza, si se esta haciendo montaje en obra el calentamiento es con ayuda de equipos como Oxi corte y se es en el taller mediante una fragua.

La longitud libre de la parte a remachar debe ser igual al diámetro como mínimo y se hace con ayuda del martillo de bola y la estampa que servirá de base o sujetador.

TIPOS DE REMACHADO

Impermeable.- Este remachado se efectúa para fluidos a baja presión; ejemplo: tanques estáticos pequeños y en taques de ferrocarriles.

Impermeables para fluidos a alta presión.- Tanques de calderos y almacenamientos de gases.

No Impermeables.- Corresponde a todo tipo de uniones en estructuras de acero.

CALAFATEO.- Es el proceso que se aplica ha ajuntas que trabajan a altas presiones, para mantener la estanqueidad. Para aplicar este proceso la plancha deberá tener una inclinación de 1/3 ó ¼ y se efectúa a planchas mayores de ¼” de espesor; este proceso se logra con una herramienta llamado Calafate, la punta pude ser plano o redondo.

Remaches

Un remache es un cierre mecánico consistente en un tubo cilíndrico (el vástago) que en su fin dispone de una cabeza. Las cabezas tienen un diámetro mayor que el resto del remache, para que así al introducir éste en un agujero pueda ser encajado. El uso que se le da es para unir dos piezas distintas, sean o no del mismo material.

Cuerpo del Remachado a) Cabeza del 

    remache:(es variable en diámetro y forma)

b) Muesca:

Su longitud es variable y depende del espesor del material a remaches

F = Cabeza rebajada S = Cabeza avellanada 120°

K = Cabeza grande

material a remachar + diámetro del cuerpo del remache = longitud de la muesca

Vástago del Remache a) Cabeza del 

    vástago: su misión es

deformar el cuerpo del remache.

b) Punto nominal     del ruptura:

aquí se parte el vástago después de haber tenido lugar la deformación del remache.

c) Sector del     relleno:

es la cantidad del vástago roto que permanece en el cuerpo del remache una vez completado el proceso.

d) Resto del     vástago:

es la parte del vástago que se retira con la remachadora.

Partes Del Remache

Tipos de Remaches Los remaches según su

finalidad se clasifican en:

Semitubulares, Bifurcados , Semitubulares con Cuello, Escalonados , Rolados y/o Ranurados, Cuchillería , Postes de Aluminio , Macizos , etc..

BifurcadosPerforan Materiales suaves como madera, metales ligeros, piel y fibras. Las puntas se clavan en los materiales remachados y aseguran un buen agarre.

Semitubulares con CuelloDe un lado es un semitubular para ser remachado y del otro lado del cuello puede ser macizo y actuar como eje; puede tener cuerda o alguna forma especial.

EscalonadosLa sección del escalón actúa como eje fijo para una parte móvil en juguetes, celosías, bisagras, etc. El vástago es remachado para fijar la base del ensamble.

Rolados y/o RanuradosSe fabrican con todo tipo de cuerdas como tornillos o con estrías para lograr un mejor agarre al ser insertado a presión en un barreno

CuchilleríaConsisten en dos partes: El remache macizo es insertado a presión en el remache tubular el cual se expande incrementando su diámetro; diseñados para juntar las cachas de cuchillos, espátulas, etc.

Postes de AluminioConsisten en dos partes: El tornillo con cuerda exterior se atornilla dentro del poste con cuerda interior. Su diseño permite juntar carpetas, albumes, muestrarios.

MacizosSe utilizan en ensambles donde se requiere mayor resistencia en el remachado.

Tamaño de los Roblones La longitud (L) del

Roblon se determina sumando los espesores de las planchas que han de unirse(e1+e2+e3+....), y añadiendo una pequeña longitud(l) para formar .con ella la segunda cabeza del remache(l=1.5D)

Maquinas Remachadoras

Cómo usar una remachadora pop

Las remachadoras traen varias boquillas que sirven para alojar distintos cabezales intercambiables. Para cambiarlos se utiliza una llave especial que viene junto con la herramienta.

La boquilla principal aloja el cabezal que se va a poner en uso. Es más larga y tiene un frente pequeño, lo que permite un fácil acceso a lugares complicados y poco accesibles.

La forma de la palanca accionadora se amolda perfectamente a la mano del usuario y trae en su base un seguro (puede ser un gancho, cadena u otro) que permite mantener cerrada la herramienta cuando no se encuentra en uso. Para accionarla se debe soltar el seguro.

Ejemplos de aplicación

EFICIENCIA DE REMACHADO

La eficiencia de remachado, depende del número de hileras de remaches y si las juntas son a tope o traslapadas.

Si el remachado se efectúa manualmente, se hace uso de un martillo de bola sobre un yunque y si se efectúa en obra se hará con una estampa y contraestampa.

Tipo de hilera Traslapada a Tope

Simple hilera 45 a 60 % 55 a 60 %

Doble hilera 63 a 70 % 70 a 83 %

Triple hilera 72 a 82 % 85 a 94 %

CALCULO DE CARGAS

RESISTENCIA A LA TRACCION (Ft )

Ft = ( p – d ) t . St

P : Paso entre remaches d : Diámetro de remache t : Espesor de la plancha St : Esfuerzo de tracción

Ft = ( F Ai ) / Σ At

F : Carga,

Ai : Area de un remache

At : Area total de remaches

RESISTENCIA AL CORTE (F s)

Esta definido por :

Fs = ( π d² n Ss ) / 4 Ss : Esfuerzo de corte

Fs = ( F Ai ) / Σ At

Resistencia de aplastamiento ( Fa )

Fa = d t. Ss

Resistencia de la plancha : F = Pt ( Ss),

P : paso, t : espesor de la plancha.

Esfuerzo de tracción : St = 0.6 Sy

Esfuerzo de corte : Sc = 0.4 Sy

Esfuerzo de aplastamiento : Sa = 0.9 Sy

Tornillos

Historia del Tornillo. El inventor fue el griego Arquitas de Tarento 430 –

360 a.c, a quien se le atribuye el invento de la polea. Arquímedes 287 – 212 a.c, perfeccionó el tornillo e

invento el tornillo sinfín. En 1841 el ingles Joseph Whitwortd 1803- 1887,

sugirió un paso de rosca universal para ser utilizado en cualquier parte del mundo

UNIONES ROSCADAS

Las uniones roscadas, son uniones desmontables, universalmente difundidas y utilizadas en diversos tipos de estructuras como: Automotrices, Puentes Techos, torres de comunicaciones y de transmisión y todo tipo de maquinaria, cuyos elementos pueden ser reutilizados sin deteriorarlos ni destruirlos.

CARACTERISTICAS, la principal característica es la rosca, que sujeta a dos o más piezas.

En maquinaria pesada y otros mecanismos, se le utiliza para transmisión de potencia

Tuerca Perno TUERCAS Y PERNOS El tornillo es una forma de plano

inclinado enrollado alrededor de un cilindro.

Cuando se mueve a lo largo de la rosca de un tornillo, una tuerca, tiene que dar varias vueltas para avanzar una pequeña distancia. Igual que pasa en el plano inclinado,

Un perno y una tuerca mantienen objetos unidos debido a que los aprisionan con gran fuerza. La fricción evita que la tuerca se afloje.

TIPOS Y FORMAS DE ROSCAS

HELICE. Es la forma que toma el cilindro con respecto al eje, que al producirse movimiento, de rotación se presenta traslación y desplazamiento

PROPIEDADES. Universalmente tiene gran aplicación en la fabricación de tornillos y pernos, bajo ciertas normas y reglamentos.

DIAMETRO NOMINAL.- Se considera al diámetro exterior del cilindro.

PASO DE LA HELICE.- Es la distancia entre dos puntos cualesquiera de dos curvas equidistantes

SENTIDO DE LA HELICE

Para el trazo de la hélice se toma en cuenta 4 aspectos importantes:El origen Diámetro nominalEl PasoSentido de Hélice (derecho, izquierdo)El trazo de la hélice se realiza dividiendo la longitud de la circunferencia en partes iguales (paso)

Origen origen paso

d θ

H. Derecha H. izqui

ROSCA CRESTA HILO FLANCO

Es la forma que se da a la hélice en la superficie cilíndrica ya sea interior o exterior

CRESTA.- Son los salientes de la superficie, que une 2 lados de un hilo.

HILO.- Se conoce como hilo a todas y cada una de las cretas.

FLANCO.- Es la superficie desde el fondo hasta la cresta de un hilo. Cresta

flanco

fondo

DIAMETRO INETIOR EXTERIOR

En la construcción de roscas interiores y exteriores, se identifica diámetro interior (DI) y exterior (DE), en ambos casos son los salientes, de la cresta y el fondo; para la rosca exterior, el diámetro exterior se mide de cresta ha cresta y el DI en el fondo.

Para una rosca interior el DE, se mide entre las crestas más próximas al eje y DI las más alejadas.

DE DI DE DI

PASO

El paso es el espacio entre dos hilos de una rosca, tomados en cualquier sección de la rosca o entre 2 filetes consecutivos paralelos al eje del tornillo.

El perfil de la rosca lo determina la forma de la herramienta.

El ángulo esta formado por los flancos de la rosca Angulo de avance esta definido por θ, donde:

P: Paso axial

Tang θ = P / Dm π Dm: Diámetro medio

El diámetro medio se considera ha la distancia entre el fondo de

2 flancos hasta la cresta del otro lado de la rosca

TIPOS DE ROSCAS

ROSCA SENCILLA.- Es la que tiene un filete, un hilo o

una entrada .

ROSCA MÚLTIPLE.- Es la rosca que tiene 2 ó más

Entradas, lo cual modifica la expresión del avance:

AVANCE = Número de entradas x paso

A = n P

La característica de estas roscas es el alineamiento

más estable de la rosca con respecto ha la base o guía

y por tanto requiere de personal más calificado en la

Construcción.

CLASIFICACION DE ROSCAS

a) Según el perfil de la rosca, tenemos: Triangular de uso común se usa en calderería.Estándar Cuadrado Acme RedondaUnificado Truncado Normalizado Acme trunca.Rosa métrica Rosca métrica ISO

ROSCA ISO: Métrica o en pulg. Se fabrica según lanorma ISO su aplicación es universal.MEDICIÓN: Se mide por el número de hilos porpulgada, por el diámetro y longitud.

b) Según el sentido: Derecha o izquierda.

DESIGNACION

Existe una serie de formas de designación depende de

la norma:

Rosca ACME: 1 ¾ - 4 Acme – 2C; 1 ¾ - 4 Acme – 2G

1 ¾ : Diámetro exterior.

4 Acme : 4 entradas tipo ACME

2C: 2 es el tipo de ajuste, C: Uso común.

2G: 2 tipo de ajuste, G: uso general según carga.

¾ 10 NC 2 IZQ 100 PROF

¾ : diámetro, 10 hilos /pulg. NC: forma nacional,2 rosca fina, IZQ

:izquierda, 100 : ajuste, PROF profundidad.

3 – 20 – UNC – 2B LH, UNC=UNF

3: diámetro, 20 hilos/pulg. UNC Forma Unificada rosca corriente

2 tipo de ajuste, B rosca interna, LH rosca izquierda; UNF r. fina

PERNOS TORNILLOS

PERNOS: Se les denomina a los que unen 2 ó más

elementos con la ayuda de tuercas.

TORNILLOS: Es que une 2 ó más elementos, sin el

uso de tuerca.

ESPARRAGO O BIRLO, es el que lleva rosca en

ambos extremos, uso ruedas de los vehículos.

DAMETRO del vástago de rosca es igual a la long de 2

caras de la cabeza entre 1.5:

H = 1.5 D

GRADO DE LOS TORNILLOS

En el mercado existe pernos de grado:Grado 2, grado

5, grado 6, grado 8, el uso depende de la carga y

resistencia ha al cual trabaja los miembros.

GRADO 2 : Es para uso cumún

Grado 5: Para torres de comunicación y energía

Grado 6: Uso de maquinaria

Grado 8: Para automotrices y maquinaria que soportan

grandes cargas.

Cada uno de este tipo tornillos se calcula en función

del esfuerzo establecido.

CARGAS

Fuerza de tracción en los pernos: F

Fuerza de ajuste inicial: Fi

Carga aplicada: Fe

Constante elástica de la unión: K

F = Fi + K Fe

SOLDADURA

DIFINICIÓN.- La soldadura es el elemento de unión de

mayor importancia, por la facilidad y versatilidad en su

aplicación.; ofreciendo además un alto factor de fs.

TIPOS DE SOLDADURA:

1).- SOLDADURA POR CAPILARIDAD

1.1.- Soldaduras blandas.

1.1.1.- Soldadura por estaño

1.1.2.- Soldadura con plomo

Equipo de soldar Mechero , con tobera de llama, combustible : Kerose, gasolina Captil de CU, mango de madera, vástago de fierro. Pasta fundente. Lija Acido clorhídrico + aguipo TODOS LLEVAN MATERIAL DE APORTACION

SOLDADURAS FUERTES

1.2.- Soldaduras fuertes

1.2.1.- Soldaduras con bronce

1.2.2.- Soldaduras con plata

1.2.3.- Soldaduras (otras)

Equipos de soldar Equipo de oxi corte Fundente : borax.

2.- SOLDADURA POR FUSION

El material de aportación y material base se funden, produciéndose una adherencia profunda.

DETALLE DE EQUIPOS

2.1.- Soldadura por oxiacetileno La soldadura por oxiacetileno tiene uso limitado, debido a

la poca penetración, de ai que su uso es limitado, debido a la poca penetración.

Se usa para soldar planchas delgadas.

Material de aportación

Varillas de bronce, fierro y como agente diluyente usa el Borax

EQUIPO DE OXI CORTE

Detalle del equipo. OXIGENO : es el agente de combustión y oxidación.

Peso específico: 1.33 Kg./m³,22º C.

Se licúa a -183ºC.

Se le encuentra en el aire: 20.9 %

El cilindro que los contiene es según las N: ISO

Cilindro de color verde.

Cantidad = Capacidad x Presión Atm. = 40 x 150 = 6 m³

ACETILENO

Advertencia : O2 + grasa es explosivo Equipo : Botella, dos manómetros, manguera de color

verde, que une a la caña.

ACETILENO: C2 + H2 = C2H2 Densidad : 1.09 kg. / m³. Botella y manguera color naranja Lleva manómetros. La combustión se inicia con el paso del acetileno. Llama amarillenta, con presencia de carbón Combinado con el O2 se forma la llama, regulada de

acuerdo al requerimiento, ya sea para soldar o cortar, que directamente del diámetro de los agujeros.

MANEJO DEL EQUIPO

Apertura del Oxigeno. Abrir la válvulas de salida

Apertura del acetileno Abrir las válvulas de salida Abrir la válvula en la caña

Llama rojiza : con ollín Abrir la vávula del O2 en la caña

Llama verde Llama azul. Corte de planchas y puede ser por oxidación.

BAJO PUNTO DE FUSION

Llamado bajo poder calorífico, por que no se logra fundir el material base.

A este tipo de soldadura se llama soldadura por Resistencia.

También se llama soldadura por puntos y/o costura.USOS. Fabricación de muebles Costuras especiales en equipos para lograr un buen acabado. Auto partes pequeñas. Un sin número de componentes para la industria, para diversos

equipos

SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO

Este tipo de soldadura, es la que mejor resultado a dado a la Industria Metal Mecánica, por:

Facilidad de uso y aplicación.

Presencia de energía en diversos puntos del país. Por que los Equipos esta al alcance de cualquier

taller. Por la facilidad de aplicación.

Equipos. Máquina de soldar

Transformadores de diverso tipo. Corriente alterna Corriente continua

EQUIPO: MAQUINA DE SOLDAR

La máquina, tiene un circuito primario y un circuito secundario.

Del circuito secundario sale las salidas, que va a la tenaza portadora del electrodo.

Y del terminal va a tierra.

FORMAS DE SOLDAR

DIRECTA INVERSA Electrodo Electrodo

90º 60 – 70º

DETALLE DE LA SOLDADURA

LLAMA

INVERSA

VARILLA VARILLA

DIRECTA

LLAMA

SEPARACION ENTRE MIENBROS A TOPE

Plancha o platinas con espesores de 2-3 mm.

Se recomienda. Que la luz debe ser= 0.5 S.

Planchas de 6 – 12 mm: x = 5/2 S

Planchas de 12 – 20 mm, pla planchas debe estar vicelado, con angulo de 60- 70º

TIPOS DE SOLDADURA

SEGÚN LA POSICION: PLANA HORIZONTAL VERTICAL SOBRE CABEZA

SEGÚN LAS JUNTAS A TOPE SOLAPA EN TEE ESQUINA ABIERTA DE BORDE PESTAÑA

EFICIENCIA Y SIMBOLO DE SOLDADURA

EFICIENCIA DE SOLDADURA: ( η )

η = P D / A S d t: P: Presión Sd = Esfuerzo de diseño

D : Diámetro t = Espesor de plancha

SIMBOLO DE SOLDADURA

h a s AWS EXXXX

OTRAS SOLDADURAS

SOLDADURA FONTARGEN Utilizado para unir acero inoxidable

SOLDADURA POR ARCO SUMERGIDO El material de aportación es un alambre, que esta un carrete. El fundente es alimentado independientemente.

SOLDADURA MIG MAG Es una pistola que tiene una punta de cobre, que hace

contacto eléctrico, llevando al electrodo protegido con gas inerte.

SOLDADURA TIG Soldadura con arco de tungsteno, usa electrodo de tungsteno Soldadura protegido el arco con gas inerte SOLDADURA CON PLASMA- SOLDADURA CON

ULTRASONIDO

ESFUERZOS PERMISIBLES EN UNIONES SOLDADAS

CARGAS ACTUANTES EN CORDONESDE SOL.

Para electrodos E60XX--- Ss : 13600 PSI Para electrodos E70XX ---Ss : 15800 PSI

CORTE DIRECTO: Q = P/L Q: Carga de corte por unidad de longitud

P: Carga actuante

L: longitud efectiva de cordón

APLICACIONES