Comparación de uniones soldadas y atornilladas

Durante la etapa de planificación y diseño de cualquier proyecto, los ingenieros deben decidir qué material o herramienta es la mejor para completar ciertas tareas. Los tipos de juntas que se usan en una estructura generalmente dependen del diseño general, pero hay varios factores a considerar: costo, tiempo de instalación y desempeño general. Este artículo compara uniones soldadas y uniones atornilladas, que normalmente se utilizan para unir elementos hechos de metales o termoplásticos. El diseño de juntas es un elemento clave en la construcción de acero.

Las uniones soldadas consisten en fusionar dos elementos con calor extremo y dejarlos enfriar, y la industria de la construcción utiliza varios métodos de soldadura. Según la American Welding Society (AWS), una organización sin fines de lucro dedicada al estudio y desarrollo de la soldadura, existen cinco tipos: soldadura a tope, esquina, borde, traslape y tee. Estos tipos de uniones están determinados por la posición de los elementos soldados entre sí.

Las uniones atornilladas utilizan sujetadores que mantienen los elementos estructurales en una posición específica, que luego se aseguran con roscas. Las juntas atornilladas se clasifican en juntas de tensión y juntas de corte. Como en muchas decisiones de ingeniería, ambas opciones tienen ventajas y desventajas.


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Comparación de costos

El costo de las uniones atornilladas y soldadas varía según el proyecto, pero las uniones atornilladas suelen ser la opción menos costosa. El precio de las uniones atornilladas es más sensible a los precios del acero, pero su proceso de fabricación es más eficiente y automatizado, en comparación con las uniones soldadas.

Las uniones soldadas solo pueden ser realizadas por soldadores certificados y sus tarifas por hora pueden ser altas. Por otro lado, el costo de mano de obra asociado con el ajuste de los pernos es mucho menor. Si el costo del proyecto es una preocupación clave, las juntas atornilladas normalmente serán la mejor opción.

Comparación de desempeño estructural

Comparación de uniones soldadas y atornilladas

Las uniones soldadas son normalmente más fuertes que las uniones atornilladas, en gran parte porque su material no tiene las perforaciones necesarias para las uniones atornilladas. El proceso de fabricación es el factor determinante en lo que respecta a la resistencia de las juntas: las uniones atornilladas ofrecen simplicidad, pero las uniones soldadas proporcionan una mayor resistencia.

Se recomiendan juntas soldadas cuando el desempeño estructural de un proyecto tiene mayor prioridad que el costo.

Dificultad de inspección con cada opción

Comparación de uniones soldadas y atornilladas

En las uniones atornilladas, los inspectores deben verificar que el saliente del perno sea positivo o cero; tener el extremo de un perno dentro de la tuerca es inaceptable. Los inspectores también deben asegurarse de que los pernos se hayan tensado y, cuando sea necesario, verificar si los extremos se han roto.

Los métodos de inspección de soldadura varían según el proyecto. La inspección visual es la más común y se realiza antes, durante y después de la soldadura. Otros métodos de inspección requieren equipo especializado, que es más caro y requiere inspectores certificados por AWS. En otras palabras, la inspección de uniones soldadas tiene un costo y una dificultad mayores.

Comparación de flexibilidad articular

Las uniones soldadas son más rígidas que las uniones atornilladas, debido a la continuidad de la sección transversal. Por otro lado, las uniones atornilladas están conectadas con placas o ángulos, y la deflexión de estos elementos durante la transferencia de carga agrega flexibilidad. Por esta razón, las uniones atornilladas permiten más movimiento con menos tensión estructural.

Un inconveniente de las uniones atornilladas es el hardware adicional necesario para la instalación, lo que limita sus aplicaciones. La soldadura es más versátil, ya que casi dos superficies se pueden soldar juntas y se pueden agregar fácilmente nuevos elementos a las uniones existentes.

Proceso de instalación y seguridad

Existen diferencias importantes entre los procedimientos de instalación de las uniones atornilladas y las uniones soldadas. Los gerentes de construcción deben conocerlos para guiar el proyecto de manera efectiva.

Las uniones atornilladas son más fáciles de manipular y, por lo general, se instalan con una llave de impacto o una llave de boca común. También son más fáciles de reparar, lo que puede ayudar a ahorrar tiempo en situaciones inesperadas. Las juntas atornilladas también ofrecen una instalación más rápida en el campo.

Comparación de uniones soldadas y atornilladas

La soldadura generalmente se realiza manualmente por un soldador certificado. Se requieren diferentes tipos de equipos y fuentes de energía, según el tipo de soldadura. La soldadura por arco de metal blindado (SMAW) es la más común, donde se produce un arco eléctrico entre un electrodo de metal recubierto y los componentes de acero que se van a soldar. La soldadura se puede realizar en una fábrica o en el sitio del proyecto, pero existen estrictos requisitos de seguridad y calidad en ambos casos.

Soldar es una tarea peligrosa y es necesario tomar precauciones para evitar quemaduras, daños en la visión, inhalación de humos y gases, exposición a la radiación ultravioleta y descargas eléctricas. Por otro lado, el atornillado no tiene ningún riesgo específico más que el trabajo en altura. La seguridad en el lugar de trabajo es importante independientemente del tipo de junta, pero la soldadura conlleva más riesgos específicos de la tarea.

Observaciones finales

En conclusión, las uniones atornilladas tienen la ventaja del costo y la simplicidad, pero hay una pérdida de rendimiento estructural. Por otro lado, las uniones soldadas son más fuertes pero más caras y difíciles de manejar.

Ninguna opción puede considerarse superior a la otra en todos los casos, ya que la mejor coincidencia cambia según el proyecto. Al final del día, el tipo de unión especificado dependerá de los requisitos del proyecto y las preferencias del propietario.