Una norma de elementos de fijación fija una resistencia máxima, porque la pieza tiene que soldarse

Esta página no da consejos de soldadura, de proceso ni de selección, y no somos proveedores de consumibles de soldadura. Informa de lo que especifica una norma. Tampoco surgió de una pregunta en un foro: las búsquedas sobre soldadura de espárragos y resistencia de espárragos soldados no devolvieron nada pertinente, de modo que parte de un vacío en nuestra propia cobertura, encontrado al revisar familias de elementos de fijación en busca de cero resultados. Antes de esta página, el sitio nunca había usado las palabras espárrago para soldar, férula cerámica ni conector de cortante. Las herramientas de navegador que usamos normalmente siguen sin estar disponibles.

Una norma de elementos de fijación archivada bajo soldadura

El documento se titula Soldeo, espárragos y férulas cerámicas para el soldeo por arco de espárragos, tercera edición, 2017. Es la primera vez que este sitio la utiliza. Su introducción le da un alcance amplio: la gama de tipos de espárragos especificados «representa las aplicaciones habituales» y el documento «puede usarse en todos los campos de la industria metalúrgica» (traducción).

Sus referencias normativas delatan que es una norma de elementos de fijación con título de soldadura. Remite a la norma de clases de resistencia de elementos de fijación de acero al carbono y aleado, a la norma de elementos de fijación inoxidables, a la norma de recubrimientos electrolíticos y a la norma de tolerancias de elementos de fijación, junto con posiciones de soldeo, un informe técnico de agrupación de materiales, una norma de composición de aceros inoxidables y una norma de alambrón. El espárrago hereda el aparato corriente de los elementos de fijación y encima se le añaden requisitos de soldadura.

Dos detalles pequeños merecen anotarse antes del fondo. Su apartado de términos dice, completo: «En este documento no se recogen términos ni definiciones.» Un apartado que existe para decir que está vacío. Y en la lista de símbolos, entre los diámetros y las alturas, figura c_d, la profundidad de la grieta en la cabeza. Un símbolo dimensional asignado a una grieta, lo que indica que la grieta es un rasgo esperado con un tamaño y no un defecto.

Trece tipos, tres procesos y una columna de férulas casi vacía

La primera tabla establece lo que cubre el documento, y está organizada por técnica de soldadura y no por forma del elemento. Según nuestro recuento hay tres técnicas y trece tipos de espárragos.

• Soldeo por arco de espárragos con cebado por elevación, con férula cerámica o gas de protección, que abarca ocho tipos: totalmente roscado, casi totalmente roscado, parcialmente roscado, roscado con caña reducida, sin rosca, pasador o clavo de aislamiento, espárrago con rosca interior y conector de cortante
• Soldeo por arco de espárragos con cebado por elevación de ciclo corto, que abarca tres: roscado con brida, sin rosca y espárrago con rosca interior
• Soldeo de espárragos con cebado por punta, que abarca de nuevo las mismas tres formas con otros símbolos

Cada tipo tiene un símbolo de dos letras, y cada fila tiene además una columna para el símbolo de su férula cerámica. Esa columna está rellena para la primera técnica y lleva un guion en las otras dos. Una de las dos cosas que nombra el título de la norma se aplica a un tercio de los procesos que contiene.

El conector de cortante es la única fila en la que la columna de férulas contiene dos símbolos en lugar de uno. Y una nota deja la lista abierta: «Pueden especificarse otros tipos de espárragos y férulas cerámicas según se requiera para aplicaciones especiales.»

Cuatro formas distintas de requisito en una sola tabla

Luego viene la tabla de materiales, de donde esta página toma su título. Según nuestro recuento, expresa los requisitos mecánicos de cuatro formas distintas, y solo la primera es la que espera un comprador de elementos de fijación.

• Por referencia. Los tipos roscados y sin rosca de cebado por elevación son de clase de resistencia 4.8 según la norma de elementos de fijación de acero al carbono, o de una de seis designaciones inoxidables según la norma de elementos de fijación inoxidables, y las características mecánicas son simplemente las de esos documentos
• Solo un techo. El pasador de aislamiento es de acero dulce cobreado, con una resistencia a la tracción menor que 450 newtons por milímetro cuadrado, o de inoxidable austenítico con una resistencia a la tracción menor que 700
• Solo un suelo. El primer grado de conector de cortante exige una resistencia a la tracción de al menos 450, un límite elástico de al menos 350 y un alargamiento de al menos el 15 por ciento
• Un rango cerrado. El segundo grado de conector de cortante exige una resistencia a la tracción de 400 a 550, con un alargamiento de al menos el 20 por ciento; el tercero, en dos composiciones inoxidables nombradas, exige de 500 a 780, con un alargamiento de al menos el 25 por ciento

Una resistencia máxima en un elemento de fijación es algo realmente inusual. En todo el resto de este sitio, la resistencia es un suelo y superarla es, en el peor de los casos, dinero desperdiciado. Aquí, superarla deja la pieza fuera de especificación, y la razón está en la misma tabla: los grados de conector de cortante llevan también límites de composición química, entre ellos un contenido de carbono no superior al 0,2 por ciento y un carbono equivalente no superior a 0,38 para un grado y no superior a 0,35 para el otro.

Son límites de soldabilidad. No se pide a la pieza que sea lo más resistente posible. Se le pide que se funda con el metal base de forma predecible, y la resistencia obtenida mediante la química juega en contra de eso. No explicamos cómo se calcula el carbono equivalente, porque la norma no da la fórmula y el documento al que remite para la agrupación de materiales no se leyó.

Dos metales en un espárrago, y una propiedad de cortante demostrada a tracción

El mismo apartado contiene una construcción que vale la pena conocer. «Los espárragos pueden consistir en dos materiales distintos unidos por soldeo por fricción (espárrago bimaterial).» Y la nota explica por qué: la parte que se suelda corresponde al metal base, para evitar problemas con materiales disímiles en el soldeo por fusión, mientras que el resto es por lo general acero de alta aleación para mejorar la resistencia a la corrosión.

Así que un elemento de fijación, dos metales, unidos por un tercer proceso, precisamente para que el extremo que se convierte en soldadura coincida con aquello a lo que se suelda. La preocupación habitual al juntar dos metales es lo que ocurre después; aquí el punto de diseño es lo que ocurre durante.

Justo después viene una sola línea bajo el título resistencia al cortante: «La resistencia al cortante debe comprobarse ensayando la resistencia mínima a la tracción de los espárragos.» La propiedad que da nombre al conector de cortante se verifica con un ensayo de tracción. Es un movimiento conocido, y el mismo instinto aparece allí donde un resultado de ensayo debe atribuirse con cuidado a lo que realmente mide.

La conformidad es algo que pide el comprador

Un último pasaje, del apartado de información para el pedido. En el momento del pedido, el fabricante debe obtener cuatro cosas, y la primera se formula de forma condicional: «una referencia a este documento si el comprador exige la conformidad», luego las cantidades, la designación completa del producto y otros requisitos acordados, con los requisitos a baja temperatura como ejemplo.

La conformidad con la norma es un dato del pedido, que se aporta cuando el comprador lo pide. Es la misma forma que el valor por defecto que este sitio encontró en la norma de requisitos generales para pernos, donde un atributo no indicado lo resuelve el fabricante y no el documento.

Otras dos disposiciones del mismo apartado son útiles. Las tolerancias de los espárragos roscados recubiertos se aplican antes del recubrimiento. Y salvo que se especifique otra cosa, los seis tipos de ciclo corto y de cebado por punta de clase de resistencia 4.8 deben suministrarse con un recubrimiento electrolítico de cobre, un acabado por defecto expresado de forma positiva en lugar de dejarse abierto.

Qué deja resuelto y qué no

• Existe una norma internacional para espárragos de soldeo por arco y sus férulas cerámicas, tercera edición de 2017, y este sitio nunca la había utilizado
• Según nuestro recuento, cubre tres técnicas de soldadura y trece tipos de espárragos, con símbolos de férula solo para la primera técnica y un guion en las otras dos
• El pasador de aislamiento tiene una resistencia a la tracción máxima, no mínima, menor que 450 o menor que 700 newtons por milímetro cuadrado según el material
• Dos grados de conector de cortante tienen rangos de resistencia a la tracción cerrados por ambos extremos, de 400 a 550 y de 500 a 780
• Los grados de conector de cortante llevan límites de composición química, entre ellos máximos de carbono y de carbono equivalente, que son restricciones de soldabilidad y no de resistencia
• Un espárrago puede ser de dos materiales unidos por soldeo por fricción para que el extremo soldado coincida con el metal base
• La resistencia al cortante se verifica con un ensayo de tracción, en una sola frase
• La conformidad con la norma es un dato del pedido que se aporta si el comprador la exige
• No leímos los apartados dimensionales ni nada posterior, y en esta página no aparece ninguna dimensión de espárrago. Ninguna de las normas referenciadas se leyó para esta página, y la fórmula del carbono equivalente no se da aquí
• No se da ningún consejo de soldadura, de proceso ni de selección

Lo que vale la pena llevarse es la inversión. Un elemento de fijación que se instala fundiéndose tiene que especificarse para que funda bien, y eso convierte la resistencia, de algo que maximizar, en algo que mantener dentro de una banda. Es un recordatorio útil de que una clase de resistencia es la respuesta a una pregunta, y esa pregunta no siempre es cuánta resistencia.

Este artículo trata el paso 1: sustrato. El orden completo es sustrato, rosca, cabeza, accionamiento, acabado y documentación. El artículo inglés Specifying a screw explica por qué alterarlo genera retrabajo.

Preguntas frecuentes

¿Existe una norma para espárragos de soldar?

Sí. Una norma internacional sobre espárragos y férulas cerámicas para el soldeo por arco de espárragos, tercera edición fechada en 2017. Especifica requisitos, dimensiones, materiales y características mecánicas, y su introducción dice que puede usarse en todos los campos de la industria metalúrgica.

¿Alguna norma de elementos de fijación fija una resistencia máxima?

Esta sí. Para el tipo pasador de aislamiento da una resistencia a la tracción menor que 450 newtons por milímetro cuadrado en acero dulce cobreado, o menor que 700 en inoxidable austenítico. Son techos, no suelos.

¿Por qué iba a existir un máximo?

La misma tabla lleva límites de composición química para los grados de conector de cortante, entre ellos un carbono no superior al 0,2 por ciento y un carbono equivalente no superior a 0,38 o 0,35 según el grado. Son restricciones de soldabilidad. Esta página no da la fórmula del carbono equivalente, que la norma no indica.

¿Algunos grados tienen un rango en lugar de un límite?

Dos grados de conector de cortante. Uno exige una resistencia a la tracción de 400 a 550 newtons por milímetro cuadrado con un alargamiento de al menos el 20 por ciento, y otro, en dos composiciones inoxidables nombradas, de 500 a 780 con un alargamiento de al menos el 25 por ciento.

¿Cuántos tipos de espárragos abarca?

Según nuestro recuento, trece, repartidos en tres técnicas de soldadura: soldeo por arco con cebado por elevación con férula cerámica o gas de protección, soldeo por arco con cebado por elevación de ciclo corto y soldeo de espárragos con cebado por punta. Cada tipo tiene un símbolo de dos letras.

¿Todos usan una férula cerámica?

No. La columna del símbolo de férula está rellena para la técnica de cebado por elevación y lleva un guion en las otras dos, de modo que una de las dos cosas que nombra el título de la norma se aplica a un tercio de sus procesos.

¿Puede un espárrago estar hecho de dos materiales?

Sí. La norma dice que los espárragos pueden consistir en dos materiales distintos unidos por soldeo por fricción, y señala que la parte que se suelda corresponde al metal base para evitar problemas con materiales disímiles en el soldeo por fusión, mientras que el resto es por lo general acero de alta aleación para mejorar la resistencia a la corrosión.

¿Cómo se comprueba la resistencia al cortante?

La norma dice en una sola frase que la resistencia al cortante debe comprobarse ensayando la resistencia mínima a la tracción de los espárragos.

¿Pedir según la norma ocurre automáticamente?

Figura como información para el pedido. El fabricante debe obtener una referencia al documento si el comprador exige la conformidad, junto con las cantidades, la designación completa del producto y otros requisitos acordados.

Referencias

• ISO 13918:2017, tercera edición, Welding, Studs and ceramic ferrules for arc stud welding. Vista previa gratuita de doce páginas que abarca el índice, la introducción y los apartados 1 a 5, incluidas la tabla de tipos y la tabla de materiales y características mecánicas

El apartado de términos, la lista de símbolos y la tabla de materiales y características mecánicas se comprobaron cada uno sobre imágenes renderizadas de las páginas. Es la primera vez que este sitio utiliza esta norma, y antes de esta página las palabras espárrago para soldar, férula cerámica y conector de cortante no aparecían en ninguna parte. Los apartados dimensionales y todo lo posterior no se leyeron, y aquí no aparece ninguna dimensión de espárrago. Ninguna de las normas referenciadas se leyó para esta página, incluidos los documentos de clases de resistencia, inoxidables, recubrimientos, tolerancias, alambrón, composición de inoxidables y agrupación de materiales; donde la tabla remite a ellos, esta página solo informa de que lo hace. La fórmula del carbono equivalente no se da, porque la norma no la indica y el documento al que remite para la agrupación de materiales no se leyó. Lo siguiente son recuentos nuestros, no afirmaciones de la norma: que abarca tres técnicas de soldadura y trece tipos de espárragos; que la columna de símbolos de férula está rellena para una técnica y lleva guion en las otras dos; y que la tabla de materiales expresa los requisitos mecánicos de cuatro formas distintas. Se descargó la segunda edición de 2008, pero no se cita nada de ella. Este artículo no surgió de una pregunta en un foro; las búsquedas sobre soldadura de espárragos y resistencia de espárragos soldados no devolvieron nada pertinente, así que parte de un vacío encontrado al revisar familias de elementos de fijación sin cobertura. No se da ningún consejo de soldadura, de proceso ni de selección, y no se nombra ninguna marca. Las herramientas de navegador que este sitio usa normalmente siguen sin estar disponibles.