Diseño y Construcción de Edificios

Visita a Estructuras Metálicas en Puente Piedra

FECHA: 3 de Octubre

2015

Para la visita fuimos al distrito de Puente Piedra para ver una planta de estructuras metálicas donde se fabrican los diversos perfiles y elementos compuestos de diferentes uniones.

En la imagen se puede ver la soldadura de 2 planchas de acero para formar una viga

La soldadura es un proceso de fabricación en donde se realiza la unión de dos o más piezas de un material, (generalmente metales o termoplásticos), usualmente logrado a través de la coalescencia (fusión), en la cual las piezas son soldadas fundiendo, se puede agregar un material de aporte (metal o plástico), que, al fundirse, forma un charco de material fundido entre las piezas a soldar (el baño de soldadura) y, al enfriarse, se convierte en una unión fija a la que se le denomina cordón. A veces se utiliza conjuntamente presión y calor, o solo presión por sí misma, para producir la soldadura. Esto está en contraste con la soldadura blanda (en inglés soldering) y la soldadura fuerte (en inglés brazing), que implican el derretimiento de un material de bajo punto de fusión entre piezas de trabajo para formar un enlace entre ellos, sin fundir las piezas de trabajo.

Tipos de soldadura

Soldadura eléctrica

Se trata del uso de la electricidad como fuente de energía para la unión metálica, sin requerir de material de aporte.

Soldadura por arco

Se trata, en realidad, de distintos sistemas de soldadura, que tienen en común el uso de una fuente de alimentación eléctrica. Ésta se usa para generar un arco voltaico entre un electrodo y el material base, que derrite los metales en el punto de la soldadura. Se puede usar tanto corriente continua (CC) como alterna (AC), e incluyen electrodos consumibles o no consumibles, los cuales se encuentran cubiertos por un material llamado revestimiento. A veces, la zona de la soldadura es protegida por un cierto tipo de gas inerte o semi-inerte, conocido como gas de protección, y, en ocasiones, se usa un material de relleno.

Soldadura blanda y fuerte

La soldadura blanda y la soldadura fuerte son procesos en los cuales no se produce la fusión de los metales base, sino únicamente del metal de aportación. Siendo el primer proceso de soldadura utilizado por el hombre, ya en la antigua Sumeria.

La soldadura blanda se da a temperaturas inferiores a 450 ºC.

La soldadura fuerte se da a temperaturas superiores a 450 ºC.

Luego se pudo ver la maquina en donde se realizan los cortes a las planchas de acero para darles cualquier tipo de forma

Tipos de métodos de corte de acero

Corte con oxigeno

El corte con soplete, u oxicorte es por mucho el proceso de corte más antiguo que puede utilizarse con el acero. Generalmente se considera un proceso simple y el equipo y los consumibles son relativamente económicos. Un soplete de oxicorte puede cortar una placa muy gruesa. Principalmente, su limitante es la cantidad de oxígeno que puede aportar. Suele ser común cortar espesores de 36 (914.4 mm) o incluso 48 (1219.2 mm) pulgadas de acero con un soplete. No obstante, cuando se trata de realizar cortes con formas en placas de acero, la mayoría de los trabajos se realizan en placas de 12 (304.8 mm) pulgadas de espesor, o más delgadas.

Cuando se ajusta en forma correcta, un soplete de oxicorte produce una superficie de corte suave y perpendicular. Se produce escasa escoria en el borde inferior y el borde superior a causa de la llama de precalentamiento. Esta superficie es ideal en muchas aplicaciones sin otro tipo de tratamiento.

El corte por oxigeno es ideal para placas más gruesas que 1 pulgada (25.4 mm), pero puede utilizarse para placas de hasta 1/4 (6.4 mm) de pulgada de espesor, con algunas dificultades. Es un proceso relativamente lento que trabaja alrededor de 20 pulgadas por minuto en material de 1 (25.4 mm) pulgada. Otra gran ventaja del corte con oxígeno es que se puede cortar fácilmente con varios sopletes al mismo tiempo, lo cual multiplica su productividad.

Corte por plasma

El corte por plasma es un excelente proceso para el corte de placas de acero, que ofrece velocidades de corte mucho más rápidas que en el corte con oxígeno sacrificando algo de calidad en los filos. Es ahí donde el plasma tiene inconvenientes. La calidad del filo tiene un punto ideal que, según la corriente de corte, generalmente es de 1/4 (6.4 mm) de pulgada hasta 1,5 (38.1 mm) pulgadas. La perpendicularidad general del filo comienza a mostrar problemas cuando la placa es muy delgada, o muy gruesa (fuera del rango antes mencionado), aunque la suavidad del filo y desempeño de la escoria sigan siendo bastante buenos.

El equipo de plasma puede ser costoso cuando se lo compara con un soplete para oxicorte ya que un sistema completo requiere alimentación de energía, enfriador de agua (sobre los sistemas de más de unos 100 amperes), un regulador de gas, soporte de antorcha, cables y mangueras de interconexión y la misma antorcha. Pero el mayor costo de productividad del plasma frente al oxicorte compensa el costo del sistema en poco tiempo.

Es posible realizar cortes por plasma con varios sopletes al mismo tiempo pero el factor de costo adicional usualmente lo limita a dos antorchas. No obstante, algunos clientes optan por utilizar hasta tres o cuatro sistemas de plasma en una máquina, pero estos son usualmente fabricados para clientes que cortan un alto volumen de las mismas piezas para abastecer una línea de producción.

Corte con láser

El proceso de corte con láser es adecuado para el corte de acero de un espesor de hasta 1,25 (31.8 mm) pulgadas. Más allá de la barrera de 1 (25.4 mm) pulgada, los ajustes deben ser exactos para brindar confiabilidad al trabajo. Esto incluye el material (acero de grado para láser), pureza del gas, condición de la boquilla y calidad de la viga.

El láser no es un proceso muy rápido. Porque sobre el acero básicamente, se trata de un proceso de quemado que utiliza el calor extremo de un rayo láser enfocado en lugar de una llama de precalentamiento. Por lo tanto, la velocidad se limita a la velocidad de la reacción del químico entre

el hierro y el oxígeno. No obstante, el láser es un proceso muy exacto. Crea un ancho de corte muy estrecho y, por lo tanto, puede cortar contornos muy precisos y orificios pequeños exactos. La calidad del borde es usualmente muy, muy buena, con líneas de expansión y cortes dentados extremadamente pequeños, bordes muy perpendiculares y escasa o ninguna escoria.

La otra gran ventaja del proceso láser es la confiabilidad. La vida útil del consumible es muy prolongada y la automatización de la máquina es muy buena, de modo que muchas operaciones de corte con láser pueden realizarse sin la intervención de personas. Imagine cargar una placa de 10’ x 40’ de 1/2" de acero sobre la mesa, presionar el botón "Iniciar" y luego irse a su casa a descansar. Al volver a la mañana siguiente, podría tener cientos de piezas cortadas y listas para descargar.

Debido a la complejidad de la entrega de vigas, los láseres CO2 no se prestan a los cortes con varios cabezales en la misma máquina. No obstante, con los láseres de fibra, es posible realizar cortes con varios cabezales.

Corte por chorro de agua

El corte por chorro de agua también realiza un buen trabajo en el corte de acero brindando un corte extremadamente exacto y suave. La exactitud del corte por chorro de agua puede exceder la del corte con láser porque la suavidad del borde puede ser mejor y no hay deformación por calor. Además, el chorro de agua no está limitado en el espesor de la manera que sí lo está el corte por plasma y por láser. El límite práctico del corte por chorro de agua es de aproximadamente 6 (152.4 mm) a 8 (203.2 mm) pulgadas debido a la duración de tiempo que lleva cortar ese espesor y a la tendencia que tiene el chorro de agua a divergir.

La desventaja del corte por chorro de agua es el costo de la operación. Los costos iniciales de equipo son usualmente un poco más elevados que los del plasma debido al alto costo de una bomba intensificadora, pero no son tan altos como los del equipo láser. Pero el costo por hora de funcionamiento de un equipo de chorro de agua es mucho más elevado, principalmente debido al costo del grano abrasivo que se utiliza en el corte.

El corte por chorro de agua también se presta a realizar cortes con varios cabezales y esto incluso puede realizarse con una sola bomba intensificadora. Pero cada cabezal de corte adicional demanda un caudal de agua adicional que requiere una bomba más grande o un orificio más pequeño.

Finalmente se habló de los diferentes tipos de acero los cuales son:

Acero CortenEl Acero Corten es un Acero común al que no le afecta la corrosión.

Es una aleación de Acero con níquel, cromo, cobre y fósforo que, tras un proceso de humectación y secado alternativos forma una delgadísima película de óxido de apariencia rojizo-púrpura.El Acero Corten es un tipo de acero realizado con una composición química que hace que su oxidación tenga unas características particulares que protegen la pieza realizada con este material frente a la corrosión atmosférica sin perder prácticamente sus características mecánicas.En la oxidación superficial del acero corten crea una película de óxido impermeable al agua y al vapor de agua que impide que la oxidación del acero prosiga hacia el interior de la pieza.

Acero CalmadoEste tipo de acero es sometido a un tratamiento mediante la adición de manganeso, silicio o aluminio antes de la colada. Esto le permite conseguir piezas perfectas pues no produce gases durante la solidificación, de modo que tal adición impide la formación de sopladuras.El acero calmado se emplea generalmente para piezas solicitadas dinámicamente, p. ejemplo, en la construcción de maquinaria o para piezas que deben ser sometidas a fuertes conformaciones o para mecanizado con arranque de viruta.

Acero CorrugadoBarra de Acero cuya superficie presenta resaltos o corrugas que mejoran la adherencia con el hormigón, que forman estructuras de concreto armado.

Acero GalvanizadoEl Acero Galvanizado por inmersión en caliente es un producto que combina las características de resistencia mecánica del Acero y la resistencia a la corrosión generada por el Zinc.

Acero InoxidableSe denomina Acero Inoxidable a cualquier tipo de Acero aleado cuyo peso contenga como mínimo 10,50 % de Cromo, pero no más de 1,20 % de Carbono, con cualquier otro elemento de aleación o sin él.El Acero Inoxidable contiene cromo, níquel y otros elementos de aleación, que lo mantienen brillantes y resistente a la corrosión a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases.Algunos Aceros Inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas.Debido a su superficie brillante, en arquitectura se emplea muchas veces con fines decorativos. En cocinas y zonas de preparación de alimentos el revestimiento es a menudo de Acero Inoxidable, ya que puede limpiarse con facilidad.

Acero Laminado

El acero que sale del alto horno de colada de la siderurgia es convertido en acero bruto fundido en lingotes de gran peso y tamaño que posteriormente hay que laminar para poder convertir el acero en los múltiples tipos de perfiles comerciales que existen de acuerdo al uso que vaya a darse del mismo.

Acero al CarbonoAcero constituido por un mínimo no especificado de elementos de aleación; el aumento de la proporción de carbono reduce su ductilidad y soldabilidad aunque aumenta su resistencia.

Acero de AleaciónAcero que en su constitución posee el agregado de varios elementos que sirven para mejorar sus propiedades físicas, mecánicas o químicas especiales.Los elementos que se pueden agregar son: carbono, cromo, molibdeno, o níquel (en cantidades que exceden el mínimo establecido).Se lo llama también Acero Aleado.

Acero DulceTipo de acero cuyos niveles de carbono se sitúan entre el 0,15% y el 0,25%; es casi hierro puro, de gran ductilidad y resistencia a la corrosión. También se lo denomina Acero Suave

Acero EfervescenteContenido de carbono, inferior al 0,3%.El acero en estado líquido absorbe gases del aire cuando es transportado en cuchara y también durante la colada. El carbono, el nitrógeno, y el hidrógeno se disuelven en el acero líquido atómicamente. Ese caldo se encuentra en equilibrio químico.Durante el período de solidificación, disminuye la capacidad de disolución del material colado. Entonces se produce el desprendimiento de gases, y al reaccionar el óxido de hierro con el carbono, se liberan grandes cantidades de gas.El acero efervescente se emplea para grandes requisitos superficiales; suele usarse en perfiles, chapas finas y alambres.

Acero Estirado en FríoAcero sometido a un tratamiento especial mediante el cual se ha mejorado su límite elástico.

Acero IntemperadoAcero de gran resistencia que desarrolla una capa de óxido sobre sus superficies cuando se lo expone a las lluvias y a la humedad; tiene la ventaja de adherirse al elemento metálico principal protegiéndolo de la posterior corrosión.