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Vistas: 0 Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2026-09-16 Origen: Sitio
La deformación por soldadura es un problema común en la fabricación de acero estructural y la construcción de acero . Una deformación excesiva puede afectar la precisión dimensional de los componentes de acero, crear dificultades durante el montaje y la instalación y reducir el rendimiento general de la estructura de acero completa.
En casos severos, la deformación de la soldadura también puede introducir momentos de flexión adicionales, tensiones secundarias y problemas de alineación. Por lo tanto, el control efectivo de la distorsión de la soldadura es una parte importante del diseño, la fabricación y la gestión de calidad de las estructuras de acero.
Durante la soldadura, el acero alrededor de la soldadura se calienta rápidamente y luego se enfría de manera desigual. Esta expansión y contracción térmica desigual puede causar:
Deformación angular
Contracción longitudinal
Contracción transversal
Deformación por flexión
Retortijón
pandeo local
Desviación dimensional general
La cantidad de deformación depende de factores como el espesor de la placa, el tamaño de la soldadura, el aporte de calor, el diseño de la junta, la secuencia de soldadura, las condiciones de restricción y las propiedades del material.
Cuando aún se pueden satisfacer los requisitos de calidad de la soldadura y resistencia estructural, el ángulo de la ranura y la separación de la raíz deben mantenerse tan pequeños como sea razonablemente posible.
Reducir la cantidad de metal de soldadura depositado ayuda a reducir el aporte de calor y la contracción de la soldadura.
Para aceros adecuados con un límite elástico inferior a aproximadamente 345 MPa y una templabilidad relativamente baja, se debe evitar el aporte excesivo de calor.
Cuando lo permita el procedimiento de soldadura aplicable, las temperaturas de precalentamiento y entre pasadas deben controlarse adecuadamente.
Los procesos de soldadura con bajo aporte de calor, como la soldadura con protección de gas CO₂ , pueden ayudar a reducir la deformación térmica.
Todos los parámetros de soldadura deben cumplir con los procedimientos de soldadura aprobados y las normas aplicables del proyecto.
Para placas de acero gruesas, generalmente se prefiere la soldadura de múltiples pasadas a depositar una soldadura grande en una sola pasada.
La soldadura de múltiples pasadas proporciona un mejor control de la distribución del calor y ayuda a reducir la deformación local excesiva.
Para refuerzos longitudinales y refuerzos transversales, la soldadura intermitente puede reducir la cantidad total de metal de soldadura y la entrada de calor cuando lo permitan los requisitos de diseño estructural.
Sin embargo, se debe utilizar soldadura continua cuando así lo requieran los cálculos estructurales, los requisitos de fatiga, los requisitos de sellado o las especificaciones del proyecto.
Cuando ambos lados de una junta son accesibles, se debe considerar una ranura simétrica de doble cara.
Para la soldadura de múltiples pasadas, las soldaduras deben depositarse simétricamente alrededor del eje neutro del componente siempre que sea posible.
Esto ayuda a equilibrar la contracción de la soldadura y reducir la distorsión angular.
Para juntas en T gruesas o juntas cruciformes, las soldaduras de ranura pueden ser más adecuadas que las soldaduras de filete convencionales grandes.
Cuando se diseña correctamente, la soldadura de ranura puede reducir el volumen de metal de soldadura requerido y al mismo tiempo mantener la resistencia necesaria de la junta.
Se puede introducir un preajuste o una deformación inversa antes de soldar para compensar la distorsión angular esperada.
Después de soldar y enfriar, el componente puede volver a acercarse a la geometría requerida.
Este método se usa comúnmente para vigas de acero, secciones en H, placas y otros componentes fabricados.
Se pueden incorporar tolerancias dimensionales durante la fabricación para compensar la contracción longitudinal y transversal esperada.
Por ejemplo, las secciones en H fabricadas pueden requerir una longitud adicional para compensar la contracción longitudinal de la soldadura.
La asignación real debe determinarse de acuerdo con:
Dimensiones de los componentes
Espesor de la placa
Tamaño de soldadura
Proceso de soldadura
Configuración conjunta
Experiencia en fabricación
Procedimientos de soldadura aprobados.
En lugar de depender de un valor fijo único, los márgenes de contracción deben verificarse de acuerdo con las condiciones reales de producción.
Para miembros largos de acero, la torsión a menudo se puede reducir mejorando la planitud de las placas de acero y la precisión del ensamblaje de los componentes.
Los factores importantes incluyen:
Ángulos de ranura precisos
Brechas de raíz consistentes
Alineación correcta de miembros
Posicionamiento adecuado de la soldadura
Dirección precisa del electrodo o del soplete de soldadura
Parámetros de soldadura consistentes
Mantener condiciones de soldadura uniformes a lo largo de todo el componente ayuda a reducir la deformación longitudinal y angular desigual.
Durante el diseño estructural, se deben evitar siempre que sea posible soldaduras innecesarias.
Se pueden utilizar secciones de acero laminado, componentes formados o perfiles estandarizados en lugar de conjuntos fuertemente soldados cuando sea apropiado.
Reducir la cantidad y el tamaño de las soldaduras puede ayudar a:
Reducir el aporte de calor de soldadura
Minimizar la deformación
Reducir el tiempo de fabricación
Menores costos de corrección
Mejorar la eficiencia de la producción
Las soldaduras deben colocarse lo más cerca posible del eje neutro o de la línea central de la sección.
Los diseños de soldadura simétricos pueden reducir la deformación por flexión causada por una contracción desequilibrada.
También se debe evitar la concentración de soldadura porque las soldaduras muy espaciadas pueden crear una acumulación excesiva de calor y distorsión local.
Para componentes con múltiples soldaduras, una secuencia de soldadura adecuada es esencial.
Dependiendo del diseño del componente, los métodos adecuados pueden incluir:
Soldadura simétrica
Soldadura en retroceso
Saltar soldadura
Soldadura de segmentos
Soldar desde el centro hacia ambos extremos.
Una secuencia bien planificada ayuda a distribuir el calor de manera más uniforme y evita que la deformación se acumule en una dirección.
El diseño estructural debe minimizar las conexiones soldadas innecesarias.
Cuando sea práctico, las secciones laminadas o los componentes de acero formados pueden reemplazar las piezas soldadas fabricadas, reduciendo el número de refuerzos y uniones soldadas.
Esto puede reducir significativamente tanto la deformación de la soldadura como el posterior trabajo de enderezamiento.
Para juntas a tope de placas gruesas, una junta con ranura en X puede requerir menos metal de soldadura depositado que una junta con ranura en V convencional.
Reducir el volumen del metal de soldadura ayuda a reducir:
Entrada de calor de soldadura
Contracción transversal
Deformación angular
estrés residual
Para juntas en T que no requieren soldaduras grandes para lograr resistencia estructural, el tamaño mínimo práctico de soldadura en ángulo debe seleccionarse de acuerdo con los requisitos de diseño aplicables.
Cuando las condiciones estructurales lo permitan, las soldaduras intermitentes también pueden ayudar a reducir la deformación.
La deformación por soldadura debe considerarse durante la etapa de diseño estructural y no sólo durante la fabricación.
Para estructuras de placas de acero delgadas, se debe seleccionar el espesor de placa, el espaciamiento de los refuerzos y el tamaño de soldadura apropiados para mejorar la estabilidad estructural y reducir la deformación ondulada.
Las configuraciones estructurales simples y regulares son generalmente más fáciles de fabricar y controlar que las geometrías soldadas innecesariamente complejas.
En muchas estructuras soldadas, la contracción transversal puede ser más significativa que la contracción longitudinal.
Por esta razón, la orientación y ubicación de la soldadura deben considerarse cuidadosamente durante el diseño.
Cuando sea posible, las soldaduras deben:
Estar dispuestos simétricamente
Estar ubicado cerca de la línea central de la sección.
Evite la concentración excesiva
Estar orientado para minimizar la deformación en direcciones críticas.
Estas medidas ayudan a reducir la flexión, la torsión y las desviaciones dimensionales después de la soldadura.
Incluso con las medidas de control adecuadas, es posible que se produzca alguna deformación.
Los métodos de corrección comunes incluyen:
Alisado mecánico
Alisado con calor controlado
Corrección de prensa
Enderezamiento con llama donde esté permitido
Ajuste mecánico local
El trabajo de corrección debe realizarse con cuidado para evitar dañar el acero, introducir grietas o afectar negativamente a las propiedades del material.
El control efectivo de la deformación de la soldadura requiere coordinación entre el diseño estructural, el desarrollo de procedimientos de soldadura, la fabricación, el ensamblaje, la secuencia de soldadura y la inspección de calidad..
El enfoque más eficaz es evitar una deformación excesiva antes y durante la soldadura en lugar de depender en gran medida de la corrección después de la fabricación.
Al controlar el tamaño de la soldadura, el aporte de calor, el diseño de la junta, la secuencia de soldadura, la precisión del ensamblaje y el margen de contracción, los fabricantes de acero pueden lograr una mayor precisión dimensional, una mejor eficiencia de instalación y un rendimiento estructural más confiable.
