Stud welding
(SOLDADURA DE PERNOS)
¿QUE SON LOS STUD WELDING?
La soldadura (STUD WELDING), más correctamente
llamada soldadura de pernos por arco.
Es un proceso de arco eléctrico que une rápidamente un
perno metálico o componente similar con una pieza de
trabajo.
Este proceso de soldadura se realiza sin un metal de
aporte, con o sin un gas o fundente protector.
A veces se utiliza una protección parcial de cerámica en forma de casquillo
que rodea el perno, la presión es aplicada después de obtener un suficiente
calentamiento en el perno y la pieza de trabajo.
El perno puede adoptar muchas formas: roscado, sin roscar, etc. Tanto el
perno como el material base pueden ser de varios materiales, entre ellos:
acero, acero inoxidable, aluminio, etc.
Tipos de soldadura de pernos:
1.
Soldadura por descarga de condensadores
Consiste en cargar una batería de condensadores, descargándola al efectuar
la soldadura, creando un arco voltaico que volatiza la punta del perno.
Consiste en cargar una batería de condensadores, descargándola al efectuar la
soldadura, creando un arco voltaico que volatiza la punta del perno.
Existen dos clases de soldadura por descarga de condensadores:
Soldadura por contacto: Se utiliza con las chapas más gruesas ya que el tiempo
de soldadura, presión y campo de calor son mayores.
Soldadura por Gap: Se utiliza para chapas más delgadas, dado que así no ejercemos
presión sobre la chapa, evitamos marcas en el reverso de la chapa (lado visto), siendo
menor el ciclo de soldadura y el campo de calor aplicado sobre la pieza.
2. Soldadura por arco
La soldadura de pernos por arco se suele utilizar en caldererías, industria pesada,
industria naval, ferrovial, obra civil y obras mixtas. Consiste en soldar los pernos
mediante un transformador.
Su ventaja radica en la poca importancia
del estado de la chapa (grasas o aceites),
pudiendo soldar en chapas galvanizas o
chapas negras. Para este tipo de
soldadura sólo se utilizan pernos en
acero suave, acero inoxidable y sicromal
(altas temperaturas).
Existen dos tipos de soldadura por arco:
Soldadura por arco de ciclo corto o short cycle: Para soldar pernos en un corto tiempo
de soldadura, sin utilizar cerámica ni gas de protección.
Soldadura por arco de ciclo largo o arco convencional: Para soldar pernos de
grandes diámetros o métricos, en tiempo largo de soldadura, utilizando para ello
arandela cerámica o gas de protección.
Descarga
de
capacitor
El uso de pernos y clips en lugar de orificios y tornillos ofrece
diversas ventajas:
●
Ahorra tiempo: se tardan segundos en soldar pernos en lugar
hacerlo en minutos con los procesos de soldadura por arco
tradicionales gracias a la capacidad de alimentación automática
para aplicaciones de gran volumen.
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Fijación "sin orificios": elimina la necesidad de
taladrar y roscar con una soldadura de penetración
completa de la junta (CJP), para la que se utiliza la
sección transversal completa del perno. Además, no
se producen fugas en el punto de conexión.
Fiabilidad y capacidad de repetición: debido a la
capacidad de monitorización de procesos, siempre se
obtiene la misma soldadura.
Resistencia de la soldadura: la soldadura es más
resistente que el perno o el metal base por sí solo, lo
que permite a los ingenieros diseñar teniendo en
cuenta el posible fallo de los pernos o del material
base.
No
se necesita soldador certificado: el proceso es
fácil de enseñar y se puede realizar con un coste de
mano de obra más económico.
●
Retorno de la inversión: el proceso proporciona
importantes ahorros de mano de obra, es rápido y
eficiente, lo que lleva a una rápida recuperación de la
inversión de capital.
Soldadura de espárragos por arco
gas:de soldadura por arco de gas , se suministra gas de protección inerte
Finalmente, ende
las técnicas
sin fundente ni férula al área de soldadura, lo que facilita su automatización.
El gas de protección es entregado por un protector contra chispas. La pistola de soldadura se coloca
para soldar, inmediatamente se dispara la pistola, el gas de protección fluye hacia el área de
soldadura, a medida que se levanta el espárrago.
Después de transcurrido el tiempo de soldadura ajustado, el perno se mueve hacia la pieza de trabajo
y las dos zonas de fusión se unen con fuerza. La fuente de energía se apaga, la zona de fusión se
solidifica y se enfría, y un pequeño tiempo después el gas se corta.
El uso de gas de protección adecuado es de gran importancia: en
acero dulce y acero inoxidable:
82% Ar y 18% de CO2, para el aluminio; Argón puro o Ar y He.
Mínimo espesor de la pieza de trabajo:
1/8 del diámetro del perno
Diámetro máximo de perno para diferentes
posiciones:
•12 mm ↓ (PA)
• 6 mm ← (PC)
• 8 mm ↑ (PE)
INSPECCIÓN Y PRUEBAS AWS D 1.l / D1.1 M:2015
CAPITLO 7
7.6 REQUERIMIENTOS PARA CALIFICAR LA APLICACIÓN DE STUD
7.6.3 Preparación de probetas
7.6.3.1 Probetas de ensayo. Para calificar aplicaciones que
involucren los materiales indicados en la Tabla 3.1, Grupos 1 y
11: las probetas pueden ser preparadas usando materiales base
de acero de ASTM A36 o materiales base indicados en la Tabla
3.1, Grupos 1 y 11.
7 .6.4 Cantidad de probetas. Se deben soldar diez probetas en
forma consecutiva usando los procedimientos y las
configuraciones recomendados para cada diámetro, posición y
geometría de superficie.
7.6.5 Ensayo requerido. Se debe realizar el ensayo de las diez
probetas usando uno o más de los siguientes métodos: doblado,
torsión o tracción.
7.6.6 MÉTODOS DE PRUEBA
7.6.6.1 Ensayo de doblado. Se debe realizar el ensayo de los pernos doblando 30° en
direcciones opuestas alternadamente en un dispositivo de ensayo típico, tal y como se
muestra en la Figura 7.4 hasta que ocurra la falla. Alternativamente, los pernos se pueden
doblar 90° de sus ejes originales. Para doblar 90° los pernos tipo C, los pernos deben
doblarse sobre una barra de 4 veces el diámetro del perno. En ambos casos, se debe
considerar que la aplicación del perno es calificada si los pernos se doblan 90°y la fractura
ocurre en la placa o en el material de forma o en el vástago del perno pero no en la soldadura.
7.6.6.2 Ensayo de torsión. Se debe realizar el ensayo de torsión
de los pernos usando una disposición de ensayo cumpla
considerablemente con la Figura 7.3. Se debe considerar que la
aplicación del perno es calificada si todas las probetas de ensayo
son torsionadas hasta su destrucción sin fallo en la soldadura.
7.6.6.3 Ensayo de tracción. Se debe realizar el ensayo de tracción
del perno hasta su destrucción usando cualquier máquina capaz de
ejercer la fuerza requerida.
Se debe considerar que la aplicación del perno es calificada si las
probetas de ensayo no fallan en la soldadura.
Como se aplican los stud welding
Escogemos el STUD (perno de corte).
Tambien conocido como SHEAR
CONNECTOR (conector de corte).
Generalmente estos son de diámetro estándar
(13, 16, 22, 25 mm y longitudes según se
muestra en la tabla)
Una vez que tenemos el diámetro
del tallo del STUD (perno de ocrte)
escogemos el ferrule
Tipos de Stud Welding