La unión de chapa se refiere al proceso de conectar diferentes piezas de chapa mediante técnicas específicas durante la fabricación de chapa, con el objetivo de lograr la funcionalidad y el rendimiento de la estructura general.
La tecnología de unión de chapa se utiliza ampliamente en sectores como la ingeniería mecánica, la ingeniería química, la automoción, la aeroespacial y los electrodomésticos. Los principales métodos de unión de chapa metálica incluyen soldadura, remachado, conexiones roscadas y adhesión.
La soldadura es uno de los métodos más comunes y cruciales para unir chapa. Se consigue una conexión duradera calentando las piezas total o parcialmente, o induciendo deformación plástica en las piezas.
Los métodos de soldadura incluyen soldadura TIG, soldadura por puntos y soldadura con protección de gas CO2. Entre ellos, la soldadura TIG no requiere fundente, requiere alta precisión, pero puede producir uniones soldadas robustas y de alta calidad. Los diferentes métodos de soldadura generan diferentes campos de temperatura y deformaciones térmicas, lo que hace que la elección de un método de soldadura apropiado sea fundamental para controlar la deformación de la pieza.
Además de soldar, las láminas de metal se pueden unir mediante remaches y conexiones roscadas. El remachado es un método de conexión irreversible que normalmente se utiliza para conexiones ligeras o temporales. Las conexiones roscadas utilizan elementos mecánicos como tornillos y tuercas para obtener la conexión, adecuados para situaciones que requieren desmontaje frecuente.
Al elegir un método para unir chapa metálica, se deben considerar factores como las propiedades del material, el diseño estructural del área de conexión y las condiciones de uso previstas.
Además, con los avances tecnológicos se están investigando y aplicando nuevos métodos de conexión como la unión por presión, con el objetivo de mejorar la eficiencia y calidad de la conexión y al mismo tiempo reducir costos y tiempos.
Conceptos básicos de unión de chapa metálica
La unión de láminas metálicas es un proceso esencial en la fabricación de diversos productos y estructuras utilizando láminas. Implica conectar o unir varias láminas de metal para crear la forma deseada. Este proceso se utiliza comúnmente en industrias como la automotriz, aeroespacial, de construcción y de fabricación de electrodomésticos.
Existen varios métodos y técnicas para unir chapa metálica, cada uno con sus ventajas y limitaciones únicas. Algunos métodos comunes incluyen fijación mecánica, soldadura, pegado y soldadura fuerte. La elección de la técnica depende de factores como el tipo de materiales, la aplicación y la resistencia requerida de la unión.
Fijación mecánica
Un método popular para unir chapa porque es rápido y sencillo. Implica el uso de hardware como tornillos, remaches y pernos para conectar las láminas y se puede desmontar fácilmente si es necesario. Este método es adecuado para una amplia gama de materiales y espesores.
Soldadura
Consiste en calentar las superficies de láminas de metal para unirlas y formar un enlace por fusión. Este método proporciona una conexión robusta y duradera y se usa comúnmente para aplicaciones que requieren una alta resistencia de las juntas. Algunas técnicas de soldadura comunes para chapa metálica incluyen la soldadura por puntos por resistencia, la soldadura por arco metálico con gas y la soldadura por láser.
Pegamento adhesivo
Técnica que utiliza adhesivos especiales para unir láminas de metal. Este método es ventajoso para unir diferentes materiales y láminas relativamente delgadas. Las uniones adhesivas también proporcionan una apariencia estética y suave y pueden redistribuir la tensión a través de la articulación.
relleno de soldadura
Es un proceso que utiliza un material de relleno, o soldadura, que se funde y se aplica a las superficies de las juntas para crear una unión. La acción capilar ayuda a que la soldadura fluya y forma una conexión entre las láminas. La soldadura se utiliza a menudo para aplicaciones que no pueden soportar altas temperaturas y requieren una conexión de bajo voltaje.
La selección de la técnica de unión adecuada requiere la consideración de varios factores, como la compatibilidad del material, los requisitos de resistencia de la unión y el costo. Además, la preparación adecuada de la superficie, el diseño de las juntas y el control del proceso son cruciales para garantizar un proceso de unión de chapa metálica exitoso.
En conclusión, la unión de chapa desempeña un papel vital en el mundo industrial actual. La industria desarrolla continuamente nuevas técnicas y tecnologías para satisfacer las necesidades y desafíos específicos asociados con la unión de láminas de metal, mejorando en última instancia la calidad, la durabilidad y el rendimiento de los productos finales.
Métodos de unión de chapa
1. Junta plegable/aleta
Las piezas de chapa se pueden unir entre sí doblando o doblando lengüetas en forma de hebilla y ranura de fijación. Este método de montaje es sencillo y práctico, lo que permite un montaje rápido.
Sin embargo, es posible que no garantice un posicionamiento completo y es posible que se requiera un posicionamiento auxiliar adicional.
2. Tirando de R Ivet
El remachado se realiza en el orificio correspondiente a las dos piezas, y se utiliza una remachadora para tirar del remache, expandiendo y deformando el manguito exterior del remache para fijar las dos piezas.
Esta conexión es sencilla, cómoda y rápida.
3. Elfo conquistador
El autorremachado es un método que utiliza la deformación mutua entre piezas de chapa para lograr una sujeción mutua.
Aunque este método es sencillo, suele utilizarse en aplicaciones donde no es necesario el desmontaje.
4. Unión tornillo/sujeción
Autorroscante se refiere al proceso de utilizar tornillos autorroscantes para crear roscas directamente en una pieza de chapa, lo que da como resultado un ajuste perfecto y capacidad de desmontaje.
5. Remache de presión
El proceso de remachado a presión implica presionar una tuerca o un perno contra una lámina de metal, que luego se puede acoplar a una tuerca o un perno externo correspondiente.
6. Uniones de soldadura
El objetivo principal de la soldadura por puntos es crear una fila de uniones soldadas en dos piezas de chapa.
Esto se logra fundiendo el material de chapa local en el cabezal de soldadura para completar la conexión entre las piezas de chapa.
En el contenido anterior, hemos introducido varios métodos de unión de chapa.
Finalmente, se utiliza una tabla para resumir las ventajas y desventajas de cada método de unión.
| Métodos de unión | Herramientas utilizadas | Ventajas | Contras |
|---|---|---|---|
| Articulaciones/solapas plegables | ninguno | 1. Bajo costo 2. Montaje rápido |
No es posible limitar completamente todos los grados de libertad; se necesitan otros dispositivos de sujeción |
| Tirando del remache | pistola remachadora | 1. Fácil de operar, buena fluidez 2. Autoposicionamiento |
1. Necesidad de perforar previamente 2. El pasador tendrá una protuberancia. 3. Hay un límite en el espacio de uso de la remachadora. |
| Autoconquistable | molde dedicado | Autoguiado, no requiere posicionamiento | 1. Necesidad de realizar el proceso de avellanado 2. No desmontar 3. La tasa de rendimiento es difícil de garantizar |
| Juntas de tornillo/sujetadores | Destornillador | Bajo costo, desmontable | Número limitado de desmontaje. |
| Remache de presión | equipo dedicado | 1. Seguro y confiable 2. Extraíble |
Mayor costo |
| Uniones de soldadura | máquina de soldadura por puntos | 1. Proceso sencillo 2. No se requiere procesamiento previo |
1. Complejidad del equipo 2. Fuerza de soldadura débil, soldadura fácil de quitar. 3. No se puede eliminar 4. Los materiales de soldadura deben coincidir |
¿Cuáles son los principios de funcionamiento y las ventajas de las nuevas tecnologías de conexión de chapa, como la conexión a presión?
Las nuevas tecnologías de unión de chapa, como la conexión por presión, consiguen principalmente la unión de piezas de chapa mediante la aplicación de presión. El principio de funcionamiento de esta tecnología puede referirse al principio de soldadura por fricción, es decir, el calor por fricción generado por la presión y el movimiento relativo entre las superficies de contacto de las soldaduras hace que las superficies de contacto se fundan y combinen.
Aunque aquí se menciona la soldadura por fricción, el principio básico de la conexión por presión es similar, es decir, promover la conexión de materiales mediante la aplicación de presión.
Las ventajas de la conexión a presión incluyen principalmente:
- Alta confiabilidad: Al presionar físicamente los materiales directamente, reduce los defectos que pueden causar la soldadura u otras reacciones químicas, aumentando así la confiabilidad y durabilidad de la conexión.
- Gran adaptabilidad: la conexión de presión es aplicable a una variedad de diferentes materiales y formas, incluidas piezas de chapa metálica, lo que la hace increíblemente flexible y ampliamente utilizada en aplicaciones industriales.
- Operación sencilla: en comparación con los métodos de soldadura tradicionales, la operación de la conexión a presión es simple y no requiere equipos complejos ni habilidades especializadas, lo que reduce los costos de producción y la dificultad operativa.
- Protección Ambiental: Al no implica la generación de gases nocivos, la conexión a presión es una forma de conexión más respetuosa con el medio ambiente, cumpliendo con los requisitos actuales de protección ambiental.
¿Cómo se selecciona el método de unión de chapa más adecuado en función de las propiedades del material?
Seleccionar el método de unión de chapa más apropiado requiere una consideración inicial de las características del material, que incluyen el rendimiento integral, el costo, el rendimiento del material y la procesabilidad. Los métodos de conexión comúnmente utilizados en el procesamiento de chapa metálica incluyen soldadura y remachado, cada uno con características y escenarios de aplicación distintos.
- Soldadura: La soldadura es un método que conecta metales fusionándolos mediante calor, apto para diversas aplicaciones. Proporciona conexiones de alta resistencia, especialmente para estructuras portantes. Las técnicas de soldadura como la soldadura por arco metálico protegido y la soldadura con gas inerte de tungsteno son adecuadas para escenarios que requieren alta precisión y resistencia en las conexiones.
- Remachado: El remachado es un método para conectar dos o más placas mediante remaches. Puede proporcionar un buen sellado y resistencia a los golpes, adecuado para estructuras livianas o situaciones que requieren un desmontaje frecuente.
Al elegir un método de conexión, considere los siguientes factores:
- Principios de diseño y mejores prácticas: una comprensión profunda de los principios de diseño y las mejores prácticas es crucial para garantizar el éxito de los proyectos de fabricación de chapa metálica.
- Proceso de fabricación: comprender los fundamentos de la fabricación de chapa metálica puede ayudar a determinar qué técnica es la más adecuada para un proyecto específico.
- Equilibrio entre coste y rendimiento: La elección correcta de los materiales tiene un impacto significativo en el coste, rendimiento y calidad del producto.
Elegir el método de unión de chapa más adecuado requiere una consideración exhaustiva de las características del material, los requisitos de diseño, la economía y la procesabilidad. Al comparar las características y los escenarios de aplicación de la soldadura y el remachado, y al considerar los requisitos específicos del proyecto y las propiedades del material, se puede tomar la decisión más adecuada.
¿Cuáles son los últimos avances en investigación en tecnología de conexión de chapa para mejorar el rendimiento mecánico?
Los últimos avances en investigación en tecnología de conexión de chapa para mejorar el rendimiento mecánico incluyen principalmente los siguientes aspectos:
Tecnología de fabricación de estructuras ligeras:
Con los crecientes requisitos de propiedades de los materiales en áreas como la aeroespacial, la reducción de peso se ha convertido en una importante dirección de investigación. Las piezas de chapa metálica, como componentes clave de las conexiones de láminas de aleación, se han convertido en uno de los puntos calientes de la investigación en el país y en el extranjero. Esto incluye el progreso de la aplicación y la tendencia de desarrollo de la tecnología de unión/formación por difusión superplástica, que puede realizar de manera efectiva la fabricación de estructuras livianas.
Tecnología de conformado de chapa de precisión:
En la fabricación de paneles de pared de chapa metálica avanzados para aviones, la aplicación de tecnología de conformado de chapa metálica de precisión es un medio importante para mejorar el rendimiento mecánico. Esto implica varias etapas, que incluyen chapa, tratamiento térmico, mecanizado, conexión y tratamiento de superficies, y es una de las tecnologías clave en la estructura de la carrocería de los grandes aviones y en el proceso de fabricación.
Tecnología de conexión rodante interna sin abocinamiento:
Este es un nuevo tipo de tecnología de conexión que se ha aplicado en el estado de desarrollo de la tecnología de formación de piezas metálicas aeroespaciales. Esta tecnología puede mejorar el rendimiento mecánico del área de conexión, especialmente en aplicaciones que requieren conexiones de alta resistencia.
Tecnología de formación de abombamiento de gas a alta presión para componentes de chapa de aleación de titanio:
Esta tecnología se utiliza principalmente en el progreso de la investigación de aleaciones de titanio aeroespaciales y sus tecnologías de conformado de precisión. A través de la tecnología de conformado por abombamiento de gas a alta presión, se puede lograr un conformado preciso de componentes de chapa de aleación de titanio, mejorando así su rendimiento mecánico.
