En los siglos XIX y XX se remacharon muchas estructuras de acero importantes, como la Torre Eiffel y los esqueletos de automóviles. A finales del siglo XX, se soldaron entre sí un número considerable de estructuras, incluidos esqueletos de automóviles.
Sin embargo, algunas estructuras necesitaban ser más ligeras y resistentes, como los fuselajes de los aviones y los puentes de acero, y estos utilizan la técnica de conexión por tornillos.
¿Cuál es la diferencia entre conexiones remachadas y atornilladas y por qué los puentes utilizan conexiones atornilladas en lugar de conexiones soldadas?
Profundicemos en esto.
Desde la perspectiva de la fuerza de soporte, el remachado tiene una mejor capacidad de carga de corte pero una menor capacidad de carga de tracción. Las conexiones atornilladas pueden soportar tensión y resistencia al corte. La soldadura también puede resistir la tensión y la resistencia al corte, pero es susceptible a desgarrarse.
Desde el punto de vista de la capacidad de desmontaje, las conexiones atornilladas son uniones desmontables, mientras que el remachado y la soldadura no lo son.
Desde una perspectiva de garantía de calidad, las conexiones atornilladas son mejores que el remachado, que es mejor que la soldadura. La soldadura es la forma menos fácil de comprobar la calidad, por lo que los aviones de aviación civil utilizan menos soldadura.
En términos de cambiar las propiedades materiales de las piezas, la soldadura tiene el mayor impacto y la tensión residual y la deformación son graves. Esto es tolerable para puentes y automóviles, pero no es ideal para formas aerodinámicas como las superficies de los aviones.
Desde el punto de vista del coste, las conexiones atornilladas son más caras que las conexiones remachadas y soldadas.
Desde la perspectiva del peso adicional añadido, las conexiones atornilladas son más caras que las conexiones remachadas y soldadas.
Para conexiones de diferentes materiales (como aluminio y titanio, composite y titanio, diferentes series de aleaciones de aluminio), la soldadura no es una buena opción (comúnmente se unen diferentes materiales en planos, por lo que la gama de aplicaciones se ve seriamente afectada por la soldadura).
A partir de la comparación anterior, se puede ver por qué es más probable que los automóviles y los puentes utilicen conexiones soldadas y atornilladas, mientras que es más probable que los aviones utilicen conexiones remachadas y atornilladas.
PS1: Los defectos de soldadura son relativamente difíciles de controlar, lo que da como resultado propiedades de fatiga inconsistentes.
PS2: El remachado en caliente, especialmente con remaches de titanio más grandes, también se usa comúnmente en aviones.
Explicación adicional: Cada técnica de conexión está avanzando y ha dado lugar a diferentes tipos.
Por ejemplo, el remachado se puede dividir en remachado unilateral y remachado autoperforante.
El remachado autoperforante se utiliza actualmente con mayor frecuencia en la industria automotriz y el equipo es costoso.
El remachado unilateral se utiliza principalmente en situaciones donde la estructura no está abierta y es una aplicación de bajo costo en la industria del embalaje.
Existen técnicas de remachado más avanzadas en planos que son difíciles de localizar.
En la industria aeroespacial también se utilizan nuevas tecnologías como la soldadura, la soldadura por láser y la soldadura por fricción y agitación.
La soldadura láser tiene una pequeña zona afectada por el calor y una pequeña deformación.
El mecanismo de agitación de la soldadura por fricción no se ha estudiado claramente y difiere de otros métodos de soldadura.
Por tanto, la visión anterior de la soldadura utilizada en automóviles y el remachado en aviones ya no es exacta.
Respecto a los puentes, no sé mucho, pero intuitivamente hablando, la mayoría de estas grandes estructuras consideran factores de costo y no son sensibles al peso, y muchas veces no utilizan los últimos métodos tecnológicos.
Si consideramos solo las propiedades mecánicas del método de conexión en sí, sin tener en cuenta la complejidad de la fabricación y la construcción en el sitio, es más probable que las conexiones atornilladas y la soldadura se utilicen en ingeniería civil debido a su confiabilidad y economía.
Los tornillos tienen la mejor confiabilidad, especialmente las conexiones de tipo fricción de tornillo de alta resistencia. En ingeniería siempre es preferible utilizar tecnología más controlable y con menor dispersión, lo que conlleva menores costos y mayor confiabilidad. Por lo tanto, las uniones roscadas de alta resistencia por fricción son actualmente un método ideal para tales requisitos de ingeniería.
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En ingeniería civil, las estructuras de acero son generalmente más gruesas y grandes, y los remaches utilizados no son los mismos que los remaches fríos. Primero deben calentarse y luego asegurar el extremo recto con una remachadora.
Calefacción > Instalación > Forjado y conformado
En ingeniería civil, las estructuras de acero son generalmente más gruesas y grandes, y los remaches utilizados no son los mismos que los remaches fríos.
Primero deben calentarse y luego asegurar el extremo recto con una remachadora.
En este proceso, el remache pasó por dos procesos: tratamiento térmico y forjado.
En las condiciones industriales modernas, la mayor parte del tratamiento térmico y la forja se realizan en plantas de procesamiento metalúrgico y mecánico.
Es necesario controlar la temperatura inicial del tratamiento térmico y la velocidad de calentamiento y enfriamiento. La forja también se acaba con troqueles de alta precisión.
En el entorno de procesamiento de campo, está claro que ninguno de ellos puede controlarse bien a bajo costo.
Para la mayoría de las instalaciones de ingeniería civil in situ, después de la formación de los remaches, la temperatura se reduce en el entorno natural externo. Este proceso es en realidad "recocido".
El recocido reduce la resistencia del acero y aumenta la ductilidad.
Sin embargo, se diferencia del tratamiento térmico en fábrica, en el que el acero se calienta en un horno eléctrico con un termómetro y la temperatura se controla mediante un dispositivo de control automático.
A los ingenieros no les gusta el recocido incontrolado que ocurre naturalmente en el campo.
Los remaches se recocen naturalmente en el componente y es imposible saber exactamente cuánto se reducirá la resistencia y cuánta tensión residual permanecerá.
Incluso si sufre algunos accidentes, como lluvia o viento fuerte, puede incluso provocar un “templado”, que es lo opuesto al “recocido”.
El rendimiento final de este tipo de remaches calientes es muy variable.
Para garantizar la confiabilidad general del diseño, la resistencia del remache no se utilizará por completo, lo que aumentará la cantidad de remaches necesarios, lo que generará desperdicio y un diseño complicado.
Además, la construcción es complicada y cada remache debe calentarse antes de su uso. Ahora bien, estos remaches calientes no se utilizan mucho en el campo de la ingeniería civil.
Soldadura
La soldadura es una forma más versátil.
Antiguamente se pensaba que soldar era algo muy sencillo, pero después de realizar cursos de estructura metálica y leer un poco de información, la verdad no lo era. El proceso de soldadura implica muchas cosas, lo que lo convierte en un tema muy extenso y complicado. Todo el proceso es una gran colección de diversas reacciones físicas y químicas.
La soldadura puede ser una profesión especializada y no es sólo soldar en una escuela técnica o profesional superior, sino también una especialización en una universidad de investigación. Muchos software como MARC y NASTRAN han desarrollado módulos de soldadura para simular el proceso de soldadura. Incluso en el campo de la ingeniería civil, todavía hay un gran número de estudiosos que estudian la influencia de la soldadura en la estructura, lo que demuestra la complejidad de la soldadura. La soldadura derretirá los materiales en el área de conexión y los materiales cerca del área de conexión también resistirán altas temperaturas.
Por tanto, en condiciones de construcción civil, al ser la temperatura superior a la de los remaches, las tensiones residuales provocadas por el enfriamiento y la recristalización pueden incluso alcanzar el límite elástico del material. El efecto del tratamiento térmico en el área circundante es incontrolable, la resistencia y dureza de los materiales circundantes cambiarán. Al mismo tiempo, el proceso de soldadura no es sólo un cambio físico, sino que también reacciona con el gas circundante y el flujo de soldadura para producir algunos residuos.
La soldadura in situ es generalmente manual y es inevitable que se produzcan errores que provoquen defectos como socavaduras, soldaduras falsas y soldaduras. Estos tipos de fallas pueden tener un impacto significativo en la rigidez estructural y el rendimiento ante la fatiga.
No todos los materiales se pueden soldar fácilmente, especialmente en el entorno de construcción en sitio. Por ejemplo, el aluminio tiene altos requisitos en la fábrica y el escenario es aún más desafiante. Aunque el acero es el material más utilizado en ingeniería civil, su soldabilidad varía ampliamente. Los aceros y aleaciones de alta resistencia generalmente tienen una soldabilidad deficiente debido a los diferentes materiales, el alto punto de fusión de los óxidos del aluminio, el enfriamiento muy rápido y las reacciones durante la soldadura.
En el entorno de una fábrica, materiales como el acero se pueden soldar mediante soldadura por arco de argón y otras técnicas de soldadura que requieren más equipo. Sin embargo, el sitio de construcción está limitado por el entorno simple y generalmente se utiliza soldadura por arco, lo que hace que la soldadura de dichos materiales sea poco realista.
Aunque las materias primas son acero de alta resistencia o acero común, se obtienen mediante diversos procesos de procesamiento en frío y en caliente en el entorno de la fábrica. Como resultado, es casi imposible detectar soldaduras por puntos con las mismas propiedades.
Remache
En comparación con el remachado y la soldadura, el atornillado está mucho más controlado en el entorno de construcción en el campo, sin un proceso de calentamiento que pueda causar un tratamiento térmico descontrolado.
Tanto los componentes como los tornillos se producen en un entorno de fábrica, por lo que la consistencia del producto es bastante buena y se puede atornillar in situ. Las uniones que soportan presión son similares a los remaches, pero la resistencia y consistencia del tornillo son mejores que las de un remache.
Las juntas de fricción no son iguales y hay un problema involucrado en la construcción de campos: el control de la fricción. La fricción se ve influenciada por la presión de la superficie de contacto y la rugosidad de la superficie, pero los tornillos de corte y torsión, las llaves dinamométricas y las técnicas de preparación de superficies ahora pueden resolver este problema.
El tornillo de corte y torsión tiene una cabeza redondeada en forma de remache en un extremo sin ángulos, y el tornillo se atornilla a través de una ranura (o cabeza de ciruela) en el otro extremo. Hay un cuello delgado entre la ranura y el tornillo, y la ranura se tuerce cuando el par generado por la fricción entre el componente y el tornillo alcanza el límite de torsión del cuello.
La llave dinamométrica se puede utilizar para apretar tornillos hexagonales grandes para lograr el mismo efecto que los tornillos de corte y torsión. No será muy difícil animar porque alguien esté resfriado hoy, ni será demasiado emocionante porque alguien irá a la casa de al lado esta noche (si los tornillos están demasiado apretados, se romperán).
El tratamiento de la superficie se puede realizar en fábrica mediante chorro de arena o aplicando pintura antioxidante después del chorro de arena.
Al utilizar una conexión de tipo fricción, la transferencia de fuerza entre miembros se realiza mediante fricción, por lo que el rendimiento de la conexión es básicamente el mismo que el del propio miembro. Está más en línea con el concepto de diseño y la resistencia, rigidez y rendimiento ante la fatiga están garantizados.
Diagrama de cómo utilizar la llave.
¿Crees que quiero torcer las conexiones roscadas? ¡NO!
Cualquiera que haya instalado estructuras de acero en obra sabe lo frustrantes que pueden ser las instalaciones de conexiones atornilladas.
Los orificios de los tornillos pueden no coincidir con el tornillo por diversas razones (error de fabricación, deformación por soldadura y deformación por fuerza...), y no es raro que los tornillos se desvíen en un milímetro.
El mazo Reinhardt se utiliza para introducir el pasador de seguridad en el orificio y hacer que el orificio coincida.
Sin embargo, los dos componentes no encajaban y no se podían apretar los tornillos.
Perforar y parchar en el lugar puede debilitar demasiado el componente.
A veces se requiere reparación mediante soldadura o reparación de manguitos de acero, lo cual es muy problemático.
En muchos casos, las placas de conexión no se pueden conectar directamente entre componentes y no olvides cortar la ranura que se desatornilló de los tornillos.
Todo esto se traduce en un aumento significativo del uso de material.
Los tornillos son más caros que los Q345\Q235 comunes en peso, por lo que el precio de las conexiones roscadas es muy alto.
No existe tal problema en la soldadura y se puede soldar directamente sin mucha diferencia de posición.
Otra ventaja de la soldadura es que es rápida.
Al mismo tiempo, el soplete de soldadura se puede utilizar no sólo para conectar sino también para cortar, lo que permite corregir rápidamente errores de construcción.
La mayoría de las veces, la soldadura se puede realizar directamente entre miembros, sin necesidad de placas adicionales y con menos material.
La resistencia del acero que se puede soldar mediante soldadura por arco generalmente no es muy alta y la resistencia de la soldadura puede ser mayor que la del material base.
Además, la zona de soldadura cubre completamente todo el componente, dejando márgenes suficientes de seguridad y fiabilidad.
Por lo tanto, la soldadura es un método común durante la instalación en el sitio porque es conveniente.
Sin embargo, varios métodos no se pueden aplicar cuando no es posible obtener la calidad estable requerida en un entorno particular a un costo suficientemente bajo.
La razón de la calidad inestable de la soldadura in situ es que el entorno externo no es controlable y no se puede confiar en la operación humana.
Por tanto, si la soldadura se traslada al entorno de una fábrica, los resultados serán muy diferentes.
Las máquinas de soldar automáticas, los talleres cerrados y los procesos como el enderezamiento, el esmerilado y el tratamiento térmico después de la soldadura ayudan a ajustar la deformación de la soldadura y reducir la tensión residual.
Además, los equipos de detección de defectos a gran escala pueden ayudar a detectar la calidad de las soldaduras y repararlas.
Por lo tanto, la mejor manera de producir algunos componentes no estándar en un entorno de fábrica sigue siendo la soldadura.
El remachado también se puede mejorar mediante el uso de mejores tecnologías, como el proceso de calentamiento.
En el pasado se utilizaban hornos de carbón, pero ahora han surgido hornos eléctricos que utilizan el principio de calentamiento por corrientes parásitas para calentar rápidamente el remache.
A medida que el remache se calienta y luego se enfría, ejercerá una presión considerable sobre la placa y puede comprimirla.
Además, como los propios remaches son relativamente buenos en términos de tenacidad, a veces se utilizan en estructuras sujetas a cargas dinámicas. Todavía es necesario seguir utilizando remaches para reparar algunos puentes de acero antiguos.
Por ejemplo, la imagen a continuación fue seleccionada del Guangzhou Daily News sobre la reparación del puente Haizhu.
Debido a la naturaleza voluminosa de la ingeniería civil, el uso de remaches calientes está disminuyendo en el campo. Sin embargo, los remaches fríos (como los remaches de tracción) siguen siendo útiles para conectar capas ligeras y placas delgadas, ya que son más ligeros y utilizan menos material que los tornillos.
Además, las placas delgadas no son fáciles de soldar y los remaches fríos son adecuados para conectar diferentes tipos de materiales, especialmente para conexiones que requieren menos resistencia. En la construcción civil se utilizan normalmente para unir acero de paredes delgadas con placas de acero perfiladas, que son componentes muy delgados. Un ejemplo común son las vallas temporales en las obras de construcción.
Entonces, ¿qué forma de conexión se debe considerar?
- los requisitos de propiedades mecánicas;
- condiciones de construcción;
- el dinero permitido.
Cada tipo de conexión tiene su propio ámbito de aplicación.
Todavía hay muchos usos para los remaches en campos como el aeroespacial, pero ese no es mi campo y es hora de que otros en la industria aeroespacial se presenten más.
Lo resumiré desde el punto de vista de la construcción naval.
El remachado se utilizaba habitualmente en la construcción naval antes de la Segunda Guerra Mundial, pero ahora está obsoleto. A pesar de su obsolescencia en la industria de la construcción naval, las uniones remachadas todavía se utilizan en la construcción de aviones modernos, pero son muy diferentes de las uniones remachadas utilizadas en los barcos anteriores a la Segunda Guerra Mundial.
Debido a la necesidad de reducir el peso en vacío, la mayoría de los materiales utilizados en los aviones son aluminio y composites. El aluminio no es fácil de soldar, mientras que los compuestos no se pueden soldar. Teniendo en cuenta que el avión también debe ser impermeable, el remachado es la mejor opción para la construcción de aviones.
Las uniones atornilladas se utilizan principalmente en la construcción de interiores (edificios, puentes, grúas e instalaciones montadas en cubiertas de barcos/plataformas oceánicas). Las estructuras atornilladas son fáciles de quitar, pero no son estancas y los propios pernos son propensos a oxidarse (el agua puede acumularse en las ranuras de los pernos).
La soldadura es esencialmente el único método para unir componentes que se utiliza actualmente en la industria marina (reemplazando por completo el remachado) y también se utiliza en la construcción terrestre. En comparación con las conexiones atornilladas, la soldadura tiene la ventaja de la impermeabilidad. En comparación con el remachado, la soldadura tiene la ventaja de ser rápida y la calidad de la tecnología de soldadura contemporánea es más confiable. La desventaja es que no es fácil de desmontar y los componentes deben explotarse o cortarse durante el desmontaje, lo que dificulta la reutilización de materias primas.
¿Por qué la industria naviera eliminó el remachado?
Además de la lentitud de la construcción, la estructura remachada del casco antes de la Segunda Guerra Mundial se puede comparar con una galleta de refresco, y el nuevo Titanic construido con tecnología de soldadura moderna se puede comparar con un trozo de plastilina.
¡La clave de cualquier gran estructura metálica es en realidad el punto de conexión de los componentes!
Esto es cierto ya sea un barco, un avión, un vehículo o un cohete.
Dos tableros conectados no pueden ser más fuertes que un solo tablero compuesto.
Respecto a la soldadura: No debe confiar completamente en los resultados de la soldadura en fábrica.
Incluso si el material de soldadura es más fuerte que el material original, el material original en la línea límite seguirá debilitado después de la soldadura. ¡Recordar!
Ejemplo
Permítanme tomar como ejemplo un proyecto real (me gusta aprender a través de ejemplos prácticos), utilizando como ejemplo una fábrica de estructura de acero con una estructura de acero de portal.
Debido al alto costo y la dificultad de usar remaches en edificios comunes con estructura de acero, discutiremos la soldadura y el empernado.
Nuestros requisitos para una planta de grúas son los siguientes:
- La planta debe cumplir requisitos de confiabilidad, incluyendo seguridad, comodidad y durabilidad.
- La grúa es un equipo motorizado y debe cumplir con las demandas de carga dinámica de la grúa.
- Necesitamos considerar si es necesario demoler el taller después del traslado de la fábrica y cuánto espacio se puede reutilizar para materiales.
Comencemos con la conexión entre el pilar de la puerta de acero y los cimientos.
La base del pilar se divide en uniones rígidas y uniones articuladas.
Para los equipos eléctricos, tendemos a realizar una conexión rígida porque la carga dinámica de la grúa, especialmente la carga de frenado horizontal, puede causar fácilmente una inestabilidad general.
Podemos soldar o atornillar la base de la columna, pero soldar no es muy fácil de realizar.
Debido a que la base de la columna está conectada a la base debajo de la columna, si está completamente soldada, es fácil causar problemas como una costura de soldadura insuficiente y es difícil garantizar la estabilidad de la columna durante el proceso de soldadura.
¿Tienes miedo de mirar la varilla de soldadura que tienes en la mano mientras haces pucheros y miras el pilar colgante?
En segundo lugar, hablemos de las conexiones de viga a columna. Eso no importa.
Siempre que estén conectados rígidamente, tanto los pernos como la soldadura son aceptables, pero las soldaduras son propensas a oxidarse, por lo que los fabricantes de estructuras de acero deben ser confiables.
Si los orificios de los tornillos están ligeramente desviados, podrías estar llorando en un minuto.
Nuevamente, el pilar resistente al viento debe tener bisagras.
Así que no lo dudes, agarra el cerrojo y apuñala.
Por último, si un día la fábrica falla (jefe, no me pegue), ¿qué tan fácil será la conexión por tornillo? Dos personas pueden arruinar tres fábricas en un día y venderlas por la noche.
En resumen, si es necesario articular la conexión, utilice tornillos.
Si se trata de una unión rígida, la elección entre uniones soldadas y atornilladas depende de la situación, la dificultad y el nivel de habilidad de los soldadores.
Las conexiones atornilladas son más fáciles y requieren menos habilidad, pero presentan mayores requisitos para el fabricante en términos de precisión y control de calidad.
Las conexiones soldadas pueden ahorrar dinero, pero presentan mayores requisitos de resistencia del material y habilidad del soldador.
Una vez completado el trabajo, se pedirá a la unidad de inspección que realice una inspección, pero es probable que el fabricante no esté satisfecho si hay errores e incluso puede ofrecer un descuento.
Sin embargo, si confía en sus conexiones atornilladas y cree que el gobierno podría demoler el terreno de su fábrica, puede utilizar la conexión atornillada para reclamar una compensación por la fábrica y luego encontrar un nuevo terreno para construir.
Opinión A
Acabo de terminar de evaluar la investigación básica sobre equipos de proceso y compartiré mis pensamientos.
El mayor problema tanto con el remachado como con el atornillado es que entran en conflicto con el objetivo más amplio de reducción de peso.
Los tornillos también presentan problemas de deslizamiento y aflojamiento de las roscas.
Tanto el remachado como el atornillado tienen la ventaja de contar con principios simples y tecnología probada.
Existen muchos tipos de soldadura, incluida la soldadura por fricción, la soldadura por agitación y la soldadura por arco láser.
La ventaja de la soldadura es que se puede lograr una reducción de peso.
La desventaja es que algunos materiales metálicos tienen poca soldabilidad y son propensos a agrietarse y deformarse.
Soldar el mismo material y diferentes materiales requiere diferentes técnicas de soldadura.
Además del proceso, también es difícil fabricar equipos de soldadura automatizados.
Opinión B
Soldadura
Ventajas: Apto para diferentes formatos, ahorra acero, se puede automatizar y tiene una alta eficiencia productiva.
Desventaja: La calidad está fuertemente influenciada por los consumibles de soldadura y su manipulación.
remachar
Ventajas: Conexión de transmisión de fuerza confiable, tenacidad, buena plasticidad, calidad fácil de verificar, comúnmente utilizada en estructuras sujetas a cargas dinámicas.
Desventajas: Chatarra de acero y trabajo extra que implica.
Los tornillos se dividen en tornillos comunes y tornillos de alta resistencia.
Los tornillos comunes son fáciles de manejar y no deben cortarse.
Los tornillos de alta resistencia contienen las ventajas de los tornillos comunes y las uniones remachadas y ahora se pueden usar en lugar de las uniones remachadas.
Opinión C
Las piezas remachadas defectuosas se pueden observar fácilmente, lo que las hace útiles en la industria aeroespacial, construcción naval, puentes y otras áreas.
La soldadura tiene alta eficiencia y resistencia, lo que la hace ampliamente utilizada en la fabricación de máquinas, equipos y automóviles.
Las conexiones atornilladas son convenientes para el desmontaje y se utilizan principalmente en el proceso de montaje. Por ejemplo, soldar las ventanas de los aviones es problemático para el mantenimiento y soldar durante el vuelo es riesgoso.
El remachado puede hacer que los defectos encontrados durante el mantenimiento sean fáciles de reparar. Por ejemplo, remachar piezas estructurales metálicas del chasis de un automóvil puede comprometer la eficiencia y la resistencia de la producción.
En el proyecto del Estadio Nacional (Nido de Pájaro), la soldadura de todas las piezas crea tensiones concentradas en ciertas áreas y hace que la construcción sea inconveniente debido a la gran cantidad de soldadura en lugares de gran altitud. La solución más fiable es fabricar “ramificaciones” en fábrica y montarlas en el sitio.
Un profesor de remachado reparó un puente remachado construido por los japoneses calentando los remaches con soldadura de gas y luego rompiéndolos con un mazo cuando estaban fríos.
Reparar una soldadura agrietada dentro de un puente es difícil ya que todo el puente no se puede demoler ni volver a soldar.
Opinión D
La respuesta proporcionada aborda sólo dos puntos, aunque las ventajas del remachado no están claras.
El atornillado proporciona buena tenacidad y ductilidad tanto en la placa de conexión como en los tornillos.
Mantiene su capacidad de carga incluso bajo grandes deformaciones y tiene una fuerte resistencia sísmica.
Es fácil observar cuando se excede la carga del nodo.
La dureza de la soldadura no es tan buena, especialmente a bajas temperaturas, lo que la hace propensa a sufrir daños por fragilidad.
Durante la construcción, atornillar la construcción puede no ser tan conveniente como soldar, pero la calidad de la construcción es fácil de controlar.
La soldadura, especialmente la soldadura en campo, puede producir defectos como grietas, ampollas, escoria, fugas de soldadura, soldadura sin fundir y de penetración.
Tiene altos requisitos para el personal de soldadura y es difícil observar la calidad de la construcción.
El contenido técnico de las pruebas ultrasónicas no destructivas comunes es superior al de las pruebas de torsión de tornillos de alta resistencia y tiene mayores costos de equipo y mano de obra.
Opinión E
Basándome en mi propia intuición, permítanme analizar algunos conceptos.
El proceso de remachado es el más sencillo. El remache en sí es una pieza fundida y se puede remachar simplemente perforando agujeros en el objeto. La desventaja es que el remache puede deformarse y colapsarse si recibe un impacto longitudinal suficientemente grande.
El proceso de atornillado es más complicado porque no todos los tornillos funcionan por sí solos. La rosca del tornillo en sí debe hacerse en un torno, y el orificio en la junta también necesita una máquina herramienta para grabar el patrón negativo. En comparación con el remachado, los tornillos son más fuertes cuando se enfrentan a un impacto directo. Sin embargo, los tornillos pueden aflojarse con el tiempo si la junta se somete a una vibración alternativa prolongada y la superficie roscada del tornillo es particularmente propensa a oxidarse.
El proceso de soldadura es el más complejo. En términos de ventajas, soldar no sólo empalma sino que también fusiona materiales. Por lo tanto, la soldadura debe ser mejor que los dos tipos anteriores en términos de resistencia, estanqueidad al agua, estanqueidad al aire y conductividad eléctrica.
Opinión F
Desventajas de soldar:
La deformación puede ser grave, ya que la alta temperatura de soldadura provoca una concentración de tensiones en la soldadura. Por lo tanto, muchas uniones de superficies de alta precisión y altos requisitos utilizan roscas y unión adhesiva.
Es difícil de inspeccionar. Después de la soldadura, se requiere un equipo de prueba especial para detectar cualquier defecto, lo que puede aumentar los costos.
Las restricciones de ubicación también pueden ser un problema.
Es difícil desmantelar. Si se comete un error de soldadura, se debe cortar la unión y soldar nuevamente.
Ventajas de la soldadura:
Tiene un buen rendimiento de conexión y es práctico para soldar equipos grandes con diversas formas y tamaños de materiales.
Tiene buena rigidez, rendimiento general y sellado.
Opinión G
Los tornillos se pueden quitar fácilmente, pero ocupan espacio y añaden peso, por lo que se usan con moderación si no es necesario quitarlos. La soldadura requiere equipo y horas de mano de obra, y no todos los materiales se pueden soldar. Remachar es cada vez menos común.
Opinión H
Los objetos estacionarios como puentes, torres y pernos de construcción comúnmente se remachan o sueldan, mientras que los objetos o piezas en movimiento se sueldan o remachan debido al hecho de que el movimiento puede aflojar los pernos. No es posible comprobar todos los tornillos antes de cada tramo.
La soldadura es la opción más estable porque tanto las uniones remachadas como las atornilladas conectan dos partes por fricción, lo cual es inapropiado si hay una fuerza en la dirección de traslación entre las dos partes. La soldadura fusiona dos componentes en una sola unidad.
Si existe una fuerza en el sentido de traslación entre dos piezas, se puede considerar fijarlas con tornillos si se apoyan entre sí. Por ejemplo, si una parte tiene ranuras y la otra tiene rieles convexos, se pueden fijar con tornillos si coinciden. El principio es convertir la fuerza de fricción de traslación en presión contra el conjunto, mejorando enormemente la fuerza de rodadura y la estabilidad.
Opinión I
Las uniones remachadas son una categoría amplia y los tornillos son uno de los tipos más comunes. Los pernos o remachados de alta resistencia pueden proporcionar mayor resistencia que la soldadura, pero la desventaja es un mayor costo. Los aviones utilizan eslabones remachados que son más fuertes y ligeros que los eslabones roscados normales, como los tornillos buenos y los tornillos huck, etc. Debido a que los aviones requieren altos estándares de seguridad, no se pueden soldar y deben usar remaches. Los trenes de alta velocidad no requieren estándares tan altos, por lo que normalmente utilizan soldadura. Los automóviles tienen estándares aún más bajos y pueden usar soldadura, aunque algunos fabricantes de automóviles como Land Rover han fabricado automóviles con carrocerías completamente de aluminio y remachados como aviones, pero son extremadamente caros.
Los puentes no son mi especialidad, pero para algunos requisitos especiales, como la necesidad de mantener el puente liviano cuando se usa acero de alta resistencia, es posible que no sea posible soldar debido al bajo rendimiento de soldadura del acero de alta resistencia. Además, puede haber requisitos de resistencia a la corrosión cerca de la costa y, debido a que el acero resistente a la corrosión también es difícil de soldar, a menudo se utiliza el remachado para garantizar la seguridad.
