TIPOS DE UNIONES

   UNIONES AMOVIBLES

Las uniones desarmables son aquellas que reúnen varias piezas de manera solidaria y forman con ellas una misma pieza; pero que permiten, en todo momento, la separación de las piezas unidas, mediante una maniobra fácil que no deteriora los elementos.

Las uniones amovibles más comunes son:

- Tornillo- tuerca.

- Remaches y roblones.

- Adhesivos.

- Ajuste a presión.

1º) TORNILLO- TUERCA

En las uniones desarmables o desmontables los elementos más empleados son los que poseen roscas como los tornillos y tuercas.

Tornillo
En la acepción más amplia, el tornillo es un cilindro parcial o totalmente roscado frecuentemente provisto de cabeza. La parte cilíndrica se llama vástago o caña y mediante la rosco se une a la tuerca.

Tipos de tornillo
Los tornillos tienen forma muy variada con el fin de satisfacer múltiples necesidades.
Atendiendo a la forma de la cabeza los más comunes son de:

·                        cabeza hexagonal;

·                        Cabeza cuadrada;

·                        Cabeza cilíndrica con ranura recta o ranuras cruzadas para destornillador;

·                        Cabeza avellanada (forma de cono truncado plano);

·                        Cabeza redonda con ranura;

·                        Cabeza cilíndrica con hexágono interior.

Normalización
De acuerdo a la forma de la cabeza se han normalizado los siguientes tornillos: 1. Tornillo avellanado; 2. Cilíndrico; 3. Alomado; 4. Gota de sebo.
Los extremos de tornillo presentan diferentes formas. Habitualmente suele dárseles formas de chaflán (a); extremo abombado (b); o dejarlos sin remate ninguno especial.
Estos extremos de tornillo están normalizados. Otros tronillos de sujeción tienen punta cónica para colocar piezas de máquina en un eje provisto de una ranura para alojarlos.

Tornillos tirafondos
Los tornillos empleados para uniones desmontables en madera se llaman tirafondos. De estos tornillos hay infinidad de tamaños y variedades. Mediante un taladro y un destornillador se pueden unir piezas de madera firmemente y con la ventaja de que se pueden desensamblar si es necesario. En la ilustración se incluyen: a: la representación real; b: la representación simplificada; c: la representación simbólica, y d: la representación de un tornillo tirafondo.

Se emplean en especial cuatro: mediante tornillos de unión, espárragos, tornillos pasantes y tornillos prisioneros.

TORNILLOS DE UNIÓN
Están formados por una sola pieza que comprende: el vástago roscado con filetes en la parte inferior, y la cabeza que puede tener forma cónica plana, abombada, redonda o cilíndrica.Ç
La unión de dos piezas se hace a través de una de ellas por un agujero pasante sin rosca y se enrosca en otra como una tuerca.

ESPÁRRAGOEs una varilla roscada en los dos extremos sin variación de diámetro. Un extremo va roscado en la pieza mientras que el otro tiene rosca exterior (en lugar de cabeza). La sujeción se logra por medio de una tuerca.
Los espárragos se colocan apretados a la pieza roscada mediante una herramienta especial, y cuando hay que aflojar o apretar, se hace con la tuerca.

TORNILLO PASANTE
Es un tornillo que atraviesa las piezas a unir sin roscar en ninguna de ellas. La sujeción se efectúa mediante una tuerca y una arandela.

TORNILLO PRISIONERO
El tornillo prisionero es una varilla roscada por un extremo. No tiene cabeza sino una ranura. Su colocación se realiza entre la tuerca y el tornillo, taladrando previamente y luego, roscando.

TUERCA
La tuerca es el elemento que, junto con el tornillo, sirve para sujetar piezas. Su forma 1 exterior es diversa y la parte central lleva un agujero roscado dentro del cual se introduce el tornillo con igual tipo y paso de la rosca.

Entre las tuercas, las más empleadas son las hexagonales. Hay tuercas especiales para uniones desmontables frecuentes y que no conviene usar herramientas para el desmontaje. Son las llamadas tuercas mariposa.

En los tornillos sólo se acota el diámetro exterior del mismo guardando relación las demás medidas con dicho diámetro.

·                        El diámetro de la cabeza del tornillo y el de la tuerca es el doble del diámetro del vástago y de los lados del hexágono de la tuerca.

·                        La altura de la cabeza y tuerca es igual a 7/10 del diámetro del vástago.

·                        Para ejecutar la presente lámina se tomará la dimensión del diámetro y, con las fórmulas dadas, se trazarán las demás dimensiones.

·                        Los radios indican los centros para representar los arcos correspondientes.

Más info: http://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_const/ElementosConstruccionAnejo.PDF

                    

2º)  REMACHES Y ROBLONES

Un remache es una pequeña varilla cilíndrica con una cabeza en un extremo, que sirve para unir varias chapas o piezas de forma permanente, al deformar el extremo opuesto al de la cabeza, por medio de presión o golpe, obteniendo en él otra cabeza. A este proceso se le llama remachado o roblonado.         

Los roblones son remaches grandes de diámetro superior a 10 mm. En este caso, el remachado se realiza en caliente: se eleva la temperatura del roblón al rojo vivo, de manera que el material se reblandece y se puede deformar fácilmente.

3º) UNIÓN POR AJUSTE A PRESIÓN

Una unión por ajuste a presión o por apriete es aquella que se realiza cuando el eje es más grande que el agujero donde va a ir colocado.

Esta unión impide el movimiento entre ambas piezas.

Podemos diferenciar pues, dos elementos: el eje es la pieza interior y el agujero es la pieza exterior. Dependiendo de la diferencia entre las dos medidas, el aprieto será más fuerte o más débil.

En el primer caso, para introducir una pieza dentro de la otra, será necesario calentar la pieza donde esté situado el agujero para que se dilate y, seguidamente, poder introducir el eje con facilidad. Cuando ambas piezas alcanzan la temperatura ambiente, la unión estará realizada.

Con este método se introduce, por ejemplo, el bulón en la biela y esto, a su vez, en el conjunto biela-pistón de un motor de automóvil en e que el bulón va fijo a la biela.

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4º) ADHESIVO

Este tipo de unión se realiza interponiendo entre las dos superficies que se desea unir una capa de material con alto poder de adherencia, que se denomina adhesivo.

La experiencia nos muestra que tras aplicar el adhesivo, las piezas se juntan y se presionan ligeramente hasta que el pegamento se seca. A partir de este momento la unión es firme. Cuando se tiene que destruir parte del material para deshacer la unión entraría dentro de las fijas si no pertenecería a uniones amovible. En el siguiente apartado se explican los tipos que existen.

              UNIONES FIJAS

Son aquellas uniones que para separar los elementos, es preciso producir daños en alguno de ellos.

1º) ADHESIVOS:

Es un material capaz de mantener unidos dos materiales sólidos proporcionando la fuerza de atracción física necesaria entre las dos superficies.

El material al cual se adhiere el adhesivo se denomina sustrato o adherente.

a) Según requerimientos de uso:

ADHESIVOS ESTRUCTURALES: aquellos que deben soportar una carga mayor que el peso del adherente. Ej. : Secciones de las alas de aviones, partes de carrocerías básicas de automotores.

ADHESIVOS DE SOSTÉN : deben soportar solamente el peso de los adherentes. Ej. : Adhesivos para azulejos, etc.

ADHESIVOS SELLADORES : prevenir el pasaje de fluidos a travéz de una junta. Ej. : Selladores para juntas de carrocerías, para parabrisas, etc.

b) Según estabilidad al calor:

ADHESIVOS TERMOPLASTICOS : aquellos que se ablandan y fluyen cuando son calentados, y solidifican al enfriarse.

ADHESIVOS TERMOENDURECIBLES : no se ablandan cuando son calentados, peden carbonizarse si son calentados a temperaturas elevadas pero no fluyen.

c) Según la Composición Química:

FUENTES ANIMALES : incluyen varios tipos de colas (de proteinas animales : utilizadas por muchísimo tiempo para el encolado de objetos de madera, obtenidas de cueros y huesos) y colas de caseína (proteínas de la leche : prácticamente insolubles en agua, se usan en el pegado de paquetes de cigarrillos y cintas de papel, etiquetas resistentes a la humedad e industria del embalaje.)

FUENTES VEGETALES : incluyen los adhesivos basados en almidones (hidratos de carbono : con agua caliente forma el engrudo) o dextrina (despolimerización del almidón): el maíz es la mayor fuente de adhesivos a base de hidratos de carbono, utilizados en la manufactura de cartones corrugados, acanalados y otros productos del papel, tienen pobre cohesividad y pobre resistencia al agua. También las gomas naturales y los adhesivos asfálticos.

SINTÉTICOS : basados en materiales desarrollados por la industria química.

d) Según los Métodos de curado:

Por solidificación (selladores base cera o paradina)

Por evaporación de solvente (cementos base goma y las colas blancas)

Por reacción química :

La mayoría de estos adhesivos son polímeros reactivos que pasan del estado líquido al sólido mediante diversas reacciones de polimerización.

Clasificación:

1- ADHESIVOS CURADOS POR REACCIÓN ANAEROBICA

Son materiales monocomponentes que curan a temperatura ambiente. El componente que inicia el proceso de curado permanece inactivo en presencia de oxigeno; si se priva a este componente del oxigeno atmosférico el curado se produce muy rápidamente.

Cuando se elimina el oxigeno se producen radicales libres bajo el efecto de iones metálicos. Estos radicales libres son los que inician el proceso de polimerización. Los anaeróbicos también pueden curar por acción del calor.

Materiales activos: Acero, Latón, Bronce, Cobre, Aluminio Comercial, Fundición.

Materiales pasivos o inactivos: Aceros de alta aleación, Acero inoxidable, Aluminio Puro, Níquel, Plata, Oro, Plásticos, Revestimientos anodicos.

PROPIEDADES DE LOS ANAEROBICOS

·         Muy alta resistencia al cizallamiento.

·         Buena resistencia a la temperatura (-55°C/ 230°C)

·         Curado rápido.

·         Fácil de dosificar.

·         No necesita un acabado superficial demasiado bueno. Rugosidad entre 8 y 40 micrómetros.

·         Poseen también buen efecto sellador y alta resistencia química.

·         Buena resistencia a la vibración.

·         Buena resistencia a cargas dinámicas.

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2- ADHESIVOS CURADOS POR LUZ ULTRAVIOLETA

El tiempo de curado de estos adhesivos depende de la intensidad y longitud de onda la luz U.V.

La polimerización iniciada por este método requiere la coordinación entre el adhesivo usado y la fuente de radiación.

Los procesos de curado por U.V. se dividen en tres tipos:

a.- CURADO EN PROFUNDIDAD

Cuando las capas de adhesivo son demasiado profundas se deben adecuar los sistemas emisores de radiación para asegurar el curado total.

Los mejores resultados se obtienen con emisión de luz de alta intensidad en la banda de longitudes de onda entre 300 y 400 nanometros.

b.- CURADO SUPERFICIAL

En la superficie del adhesivo, el contacto de este con el oxigeno inhibe la reacción de curado.

Para evitar este problema las fuentes de U.V. deben producir alta intensidad para longitudes de onda menores de 300 nanometros.

c.- CURADO POR MECANISMOS SECUNDARIOS.

Cuando la radiación U.V. no alcanza todos los puntos mojados por el producto.

La polimerización se completa por diversos sistemas :- anaerobico- calor- activadores- humedad ambiental- oxigeno atmosférico.

PROPIEDADES DEL CURADO POR LUZ U.V.

·         Alta resistencia

·         Alta capacidad de relleno de holgura

·         Tiempos de curado cortos

·         Buena capacidad de dosificación con sistemas automáticos.

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3- ADHESIVOS CURADOS POR REACCIÓN ANIONICA (CIANOCRILATOS)

Polimerizan al contacto con superficies ligeramente alcalinas (PH > 7) ; generalmente la humedad del ambiente y sobre la superficie de unión es suficiente para iniciar el curado.

Los mejores resultados se obtienen cuando los valores de humedad relativa esta entre el 40 % y 60 %.

Las superficies ácidas pueden retrasar e incluso impedir el curado.

La mejor unión se logra cuando se aplica solo la cantidad de adhesivo necesaria para llenar la holgura de la unión.

PROPIEDADES DEL CURADO POR REACCIÓN ANIONICA

·         Alta resistencia al cizallamiento y a la tracción.

·         Muy alta velocidad de curado

·         Consumo mínimo de adhesivo.

·         Se pueden unir casi todos los materiales.

·         Dosificación simple.

·         Buena resistencia al envejecimiento.

·         Efecto sellador simultáneo

 terial al cual se adhiere el adhesivo se denomina sustrato o adherente

2º) SOLDADURA

La soldadura es un proceso de unión entre metales por la acción de calor, hasta que el material de aportación funde, uniendo ambas superficies, o hasta que el propio material de las piezas se funde y las une.

Si el material de aportación es similar al de las piezas, se denomina soldadura homogénea, y si es distinto, soldadura heterogénea. Si no hay material de aportación a la soldadura homogénea se le llama autógena.

Con la soldadura homogénea se consigue una unión mejor al fundirse las piezas y luego enfriarse.

Los diferentes tipos de soldadura son:

1. Soldadura blanda

Tipo: heterogénea

Temperaturas de trabajo: menos de 400 ºC

Material de aportación: aleación de plomo y estaño, se presenta en barras o rollos de hilo que funde a 230 ºC

Para que la unión sea posible, se aplica un material desoxidante o fundente (una resina) que evita la formación de óxidos y favorece la unión.

El soldador suministra el calor en la zona donde se va a realizar la unión. Pero antes se recubre la zona con la resina antioxidante.

2. Soldadura fuerte

Tipo: heterogénea

Temperatura de trabajo: hasta 800 ºC

Material de aportación: aleaciones de plata, cobre y cinc (conocida como soldadura de plata) o de cobre y cinc (latón soldadura).

Como material fundente desoxidante se emplea bórax. Un soplete de gas aporta el calor necesario para la unión.

Este tipo de soldadura se lleva a cabo cuando se exige una resistencia considerable en la unión de dos piezas metálicas.

                       

3. Soldadura oxiacetilénica o autógena

Tipo: homogénea

Temperatura de trabajo: hasta 3000 ºC

Material de aportación: ninguno.

Para soldar es necesario fundir zonas a unir de los dos metales. Luego se le añade el metal de aportación en forma de varillas.

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4. Soldadura eléctrica

Es el método de unión de piezas de acero más empleado. Este tipo de soldadura utiliza corriente eléctrica para calentar la zona o puntos de unión, consiguiendo una temperatura superior a la de fusión del metal.

Para ello se dispone de un potente transformador que suministra una elevada intensidad de corriente (amperios), disminuyendo la tensión de alimentación.

Los métodos más utilizados son:

- Soldadura eléctrica por arco voltaico

- Soldadura por resistencia.

                                (ver los videos de Youtube en la parte baja del blogg)