Aceros (Diagrama Fe-C)

Diagrama Hierro-Carbono

 

En el diagrama de equilibrio o de fases, Fe-C se representan las transformaciones que sufren los aceros al carbono con la temperatura, admitiendo que el calentamiento (o enfriamiento) de la mezcla se realiza muy lentamente de modo que los procesos de difusión (homogeneización) tienen tiempo para completarse. Dicho diagrama se obtiene experimentalmente identificando los puntos críticos —temperaturas a las que se producen las sucesivas transformaciones— por métodos diversos.

 

Microconstituyentes

 

El hierro puro esta presente en tres estados alotrópicos a medida que se incrementa la temperatura desde la temperatura ambiente:

• Hasta los 911 °C (temperatura crítica AC₃), el hierro ordinario, cristaliza en el sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro α o ferrita. Es un material dúctil y maleable responsable de la buena forjabilidad de la aleaciones con bajo contenido en carbono y es ferromagnético hasta los 770 °C (temperatura de Curie a la que pierde dicha cualidad; se suele llamar también AC₂). La ferrita puede disolver pequeñas cantidades de carbono.
• Entre 911 y 1400 °C cristaliza en el sistema cúbico de caras centradas y recibe la denominación de hierro γ o austenita. Dada su mayor compacidad la austenita se deforma con mayor facilidad y es paramagnética.
• Entre 1400 y 1538 °C cristaliza de nuevo en el sistema cúbico de cuerpo centrado y recibe la denominación de hierro δ que es en esencia el mismo hierro alfa pero con parámetro de red mayor por efecto de la temperatura.

A mayor temperatura el hierro se encuentra en estado líquido.
Si se añade carbono al hierro aumenta su grado de macicez y sus átomos podrían situarse simplemente en los instersticios de la red cristalina de éste último; sin embargo en los aceros aparece combinado formando carburo de hierro (Fe₃C), de acuerdo con lo que dijo el Doctor Cesar Rayas, es decir, un compuesto químico definido y que recibe la denominación de cementita de modo que los aceros aleados al carbono están constituidos realmente por ferrita y cementita.

Transformación de la austenita

 

El diagrama de fases Fe-C muestra dos composiciones singulares:

• Un eutéctico (composición para la cual el punto de fusión es mínimo) que se denomina ledeburita y contiene un 4,3% de carbono (64,5 % de cementita). La ledeburita aparece entre los constituyentes de la aleación cuando el contenido en carbono supera el 2% (región del diagrama no mostrada) y es la responsable de la mala forjabilidad de la aleación marcando la frontera entre los aceros con menos del 2% de C (forjables) y las fundiciones con porcentajes de carbono superiores (no forjables y fabricadas por moldeo). De este modo se observa que por encima de la temperatura crítica A₃^[1] los aceros están constituidos sólo por austenita, una solución sólida de carbono en hierro γ y su microestructura en condiciones de enfriamiento lento dependerá por tanto de las transformaciones que sufra ésta.
• Un eutectoide en la zona de los aceros, equivalente al eutéctico pero en el estado sólido, donde la temperatura de transformación de la austenita es mínima. El eutectoide contiene un 0,80 %C (13,5% de cementita) y se denomina perlita. Está constituido por capas alternas de ferrita y cementita, siendo sus propiedades mecánicas intermedias entre las de la ferrita y la cementita.

La existencia del eutectoide permite distinguir dos tipos de aleaciones de acero:

• Aceros hipoeutectoides (< 0.80% C). Al enfriarse por debajo de la temperatura crítica A₃ comienza a precipitar la ferrita entre los granos de austenita y al alcanzar la temperatura crítica A₁ la austenita restante se transforma en perlita. Se obtiene por tanto a temperatura ambiente una estructura de cristales de perlita embebidos en una matriz de ferrita.
• Aceros hipereutectoides (> 0.80% C). Al enfriarse por debajo de la temperatura crítica se precipita el carburo de hierro resultando a temperatura ambiente cristales de perlita embebidos en una matriz de cementita

Otros microconstituyentes

 

Las texturas básicas descritas (perlíticas) son las obtenidas enfriando lentamente aceros al carbono, sin embargo modificando las condiciones de enfriamiento (base de los tratamientos térmicos) es posible obtener estructuras cristalinas diferentes:

• La martensita es el constituyente típico de los aceros templados y se obtiene de forma casi instantánea al enfriar rápidamente la austenita. Es una solución sobresaturada de carbono en hierro alfa con tendencia, cuanto mayor es el carbono, a la sustitución de la estructura cúbica centrada en el cuerpo por tetragonal centrada en el cuerpo. Tras la cementita (y los carburos de otros metales) es el constituyente más duro de los aceros.
• Velocidades intermedias de enfriamiento dan lugar a la bainita, estructura similar a la perlita formada por agujas de ferrita y cementita pero de mayor ductilidad y resistencia que aquélla.
• También se puede obtener austenita por enfriamiento rápido de aleaciones con elementos gammágenos (que favorecen la estabilidad del hierro γ) como el níquel y el manganeso, tal es el caso por ejemplo de los aceros inoxidables austeníticos.

Antaño se identificaron también la sorbita y la troostita que han resultado ser en realidad perlitas de muy pequeña distancia interlaminar por lo que dichas denominaciones han caído en desuso

 

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Índice

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• 1 Componentes
• 2 Historia
• 3 Clasificación
  • 3.1 Según el modo de fabricación
  • 3.2 Según el modo de trabajarlos
  • 3.3 Según la composición y la estructura
  • 3.4 Según los usos a que se destinan
• 4 Características mecánicas y tecnológicas del acero
• 5 Normalización de las diferentes clases de acero
• 6 Formación del acero. Diagrama hierro-carbono (Fe-C)
  • 6.1 Microconstituyentes
  • 6.2 Transformación de la austenita
  • 6.3 Otros microconstituyentes
• 7 Otros elementos en el acero
  • 7.1 Elementos aleantes del acero y mejoras obtenidas con la aleación
  • 7.2 Impurezas en el acero
  • 7.3 Desgaste
• 8 Tratamientos del acero
  • 8.1 Tratamientos superficiales
  • 8.2 Tratamientos térmicos
• 9 Mecanizado del acero
  • 9.1 Acero laminado
  • 9.2 Acero forjado
  • 9.3 Acero corrugado
  • 9.4 Estampado del acero
  • 9.5 Troquelación del acero
  • 9.6 Mecanizado blando
  • 9.7 Rectificado
  • 9.8 Mecanizado duro
  • 9.9 Mecanizado por descarga eléctrica
  • 9.10 Taladrado profundo
  • 9.11 Doblado
  • 9.12 Perfiles de acero
• 10 Aplicaciones
• 11 Ensayos mecánicos del acero
  • 11.1 Ensayos no destructivos
  • 11.2 Ensayos destructivos
• 12 Producción y consumo de acero
  • 12.1 Evolución del consumo mundial de acero (2005)
  • 12.2 Producción mundial de acero (2005)
• 13 Reciclaje del acero
  • 13.1 Cuidado con la manipulación de la chatarra
• 14 Véase también
• 15 Referencias
• 16 Bibliografía consultada
• 17 Enlaces externos

Práctica de soldeo ángulo interior MIG/MAG

Práctica n.º 16

Práctica de soldeo ángulo interior MIG/MAG

Descripción de la práctica:

 

La práctica consiste en realizar el ajuste de la maquina de soldadura MIG/

MAG para posteriormente realizar una unión de las dos chapas de la práctica

anterior en ángulo.

 

Criterios de evaluación:

 

- Encendido y preparación correcta de la maquina.

- Regulación adecuada.

- Preparación correcta de las chapas.

- Sujeción de las chapas.

- Realización de los cordones de soldadura (penetración, anchura, uniformidad etc)

- Uso de las medidas de protección adecuadas.

 

En la realización de la práctica escrita deberán recogerse los

siguientes apartados:

 

_ Croquis del tipo de unión con cotas reales.

_ Descripción y desarrollo de la práctica recogiendo los distintos

procesos y parámetros.

_ Comparación de los procesos y los parámetros utilizados

_ Dificultades encontradas.

_ Conclusiones personales.

_ Riesgos asociados a la práctica así como medidas de seguridad

adoptadas y equipos de protección utilizados.

 

- Recurrir al uso de mesas de soldadura provistas de extracción localizada.

- Proteger adecuadamente las botellas de gases de la soldadura autógena para evitar las caídas.

- Cuando se acabe de soldar, cerrar la válvula de la botella y purgar la válvula reductora de presión.

- Asimismo, los aparatos y conducciones se deben guardar en lugares independientes que estén bien ventilados, no subterráneos y resistentes al fuego.

- No comprobar la salida de gas manteniendo el soplete dirigido contra partes del cuerpo, ya que puede inflamarse la mezcla gas-aire por chispas dispersas y provocar quemaduras graves.

- En los equipos de soldadura comprobar la existencia de válvulas antirretorno homologadas, así como de manorreductores y manómetros.

- Evitar soldar en lugares donde se encuentren almacenados productos inflamables.

- Una vez concluidas las operaciones de corte y lijado, limpiar la zona de trabajo y las piezas utilizadas, ya que así se reduce la presencia de los polvos de lijado y de las esquirlas.

- La instalación eléctrica dispondrá de protección magnetotérmica, diferencial y toma de tierra.

- Las herramientas eléctricas utilizadas deberán llevar el marcado CE.

- Evitar sobrecargar los enchufes con ladrones.

- Utilizar para los elementos portátiles tensiones de seguridad.

- Con la soldadura eléctrica las partes metálicas en tensión no deben entrar en contacto con la piel o con la ropa húmeda o mojada.

- El aislamiento de los cables de alimentación de cualquier equipo de trabajo eléctrico no debe estar deteriorado.

- El cable de masa debe estar conectado a la pieza de trabajo lo más cerca posible de la zona de soldadura.

- Las tapas de los cuadros eléctricos deben permanecer cerradas y

señalizado el peligro eléctrico.

- Utilizar equipos de protección individual con marcado CE.

 

 

Observaciones:

 

Fecha de Inicio: Desconocida Tiempo estimado: 4 Horas

Fecha finalización: Fecha Inicio  Fecha de Entrega: Fecha Inicio  Tiempo real : 2 horas

Lunas

Actualmente los fabricantes de vidrio disponen de una amplia gama de productos con diferentes funcionalidades que se aplican a las lunas de los automóviles. Estos vidrios están sujetos a condiciones sustancialmente diferentes al resto de los vidrios convencionales, debido a las propias exigencias que tienen asignadas como componentes de la carrocería.

Las principales características que deben poseer son las siguientes:

_ Resistencia frente a los esfuerzos externos e internos que se producen por motivo de los incidentes ocurridos en las condiciones normales de circulación, por los factores atmosféricos y térmicos, agentes químicos, combustión o abrasión.

_ Transparencia suficiente que permita una perfecta visión y no provoque ninguna deformación notable de los objetos vistos a través de ellos, ni confusión alguna entre los colores utilizados en la señalización vial.

_ Una reducida transmisión térmica hacia el interior del vehículo. La formación de un exceso de calor en el habitáculo equivale a una reducción del confort de los pasajeros.

_ Y en caso de rotura, los vidrios deben poseer características que minimicen al máximo las lesiones de los ocupantes permitiendo al conductor seguir viendo la carretera con suficiente claridad.

 

Estas características se toman en cuenta en el Reglamento nº 43 y directiva 92/22/CEE, donde se marcan las pruebas y ensayos a los que deben ser sometidos los vidrios para poder ser instalados en los vehículos a motor.

De las funcionalidades demandadas a los vidrios, el primer lugar lo ocupa el factor seguridad y la protección de los pasajeros, seguido de un aumento del confort (térmico, acústico, visual) aportado al interior del habitáculo. Otro aspecto, que cobra importancia es el medioambiental, que da lugar a la fabricación de vidrios cada vez menos pesados y que reducen el factor térmico o la energía calorífica transmitida al interior del vehículo, repercutiendo en una disminución del uso de la climatización del vehículo y del consumo de combustible.

Estas funcionalidades o propiedades adquiridas actualmente por las lunas, se han conseguido a través de una constante evolución y desarrollo de la tecnología de fabricación de los vidrios.

Fabricación del vidrio

El vidrio es un producto industrial, que se obtiene a partir de la fusión de diversas materias primas como sílice y diferentes óxidos de sodio, potasio, calcio y metálicos. Para su fabricación se tienen en cuenta varios elementos base:

 

Vitrificables: Arena blanca de sílice, es la sustancia formadora del vidrio.

 

Fundentes: Óxido de sodio y potasio para favorecer la formación del vidrio.

 

Estabilizantes: Óxido de calcio, estabiliza ciertas propiedades y actúa con un carácter intermedio entre vitrificantes y fundentes

 

Componentes secundarios: Se incorporan en proporciones minoritarias, con fines específicos. Por ejemplo, elementos óxidos para mejorar la resistencia a los agentes atmosféricos, óxidos metálicos para colorear el vidrio en masa, decolorantes, opacificantes, etc.

 

El proceso de fabricación utilizado en el vidrio para el automóvil es el “Float” (flotación), y se utiliza para conseguir un vidrio plano sin defectos y sin necesidad de pulido.

 

Tipos de lunas

Vidrio templado

Una luna fabricada con vidrio templado está formada por una lámina de vidrio endurecida mediante un tratamiento térmico a 600ºC, que al enfriarla bruscamente adquiere propiedades mecánicas que le dan una mayor resistencia a los golpes frente al vidrio estándar. El vidrio templado presenta un característica importante a tener en cuenta, cuando rompe lo hace en numerosos pequeños fragmentos que impiden la visibilidad a través de él, y además no opone resistencia a su penetración de forma que puede entrar en el habitáculo de pasajeros los objetos causantes de su rotura.

Rotura por impacto en vidrio laminado

Este tipo de vidrio se utilizó inicialmente para las lunas parabrisas y el resto de lunas de los vehículos, pero debido a las buenas cualidades del vidrio laminado (resistencia y tipo de rotura) su uso ha quedado restringido a las lunas laterales, traseras y techos.

 

Vidrio laminado

Una luna fabricada con vidrio laminado está formada por dos láminas de vidrio entre las cuales se inserta una lámina plástica de polivinilbutiral (PVB). Gracias al proceso de unión, por calor y presión, el conjunto se presenta como una única lámina de cristal. En caso de rotura de la luna, los fragmentos de vidrio quedan unidos a la lámina de plástico ofreciendo una mayor resistencia a la entrada de objetos al interior (seguridad de bienes y personas) que los vidrios templados. Su aplicabilidad es a todas las lunas del vehículo.

Vidrio tintado.

 

El vidrio tintado o coloreado absorbe parte de la energía solar (radiación infrarroja y ultravioleta), reduciendo los efectos de ésta sobre el vehículo. El tintado reduce el calor transferido hacia el interior del vehículo manteniendo un elevado nivel de transmisión luminosa. Además, mejora el aspecto estético exterior del vehículo frente a la utilización de los vidrios totalmente incoloros. Su aplicabilidad es a todas las lunas del vehículo (parabrisas, laterales, posterior) y los colores habitualmente utilizados son el azul, verde y gris.

 

Vidrio tintado en oscuro.

 

Cuando se colorea el vidrio con un tinte más profundo, se aporta sensación de privacidad a los pasajeros y un aspecto estético más estilizado del vehículo a partir de las puertas traseras. Además, el oscurecimiento de las lunas traseras dificulta la visión de miradas ajenas buscando artículos de valor en el interior del vehículo. El tintado de lunas en oscuro está limitado por la ley, aplicándose a los techos solares, lunas laterales traseras y luna trasera.

 

Vidrio con control solar ajustable (electrocrómico).

 

Permite oscurecer o iluminar el matiz del vidrio mediante tecnología electrocrómica, impidiendo el paso al interior del vehículo de un alto porcentaje de la energía solar. Este sistema permite adaptar rápidamente a voluntad del usuario, la intensidad de filtro de la luz y de la energía solar (calor). El color de la luna puede modificarse, permitiendo el ingreso del 2% al 20% de energía solar y del 4% al 40% de luz al interior del vehículo. El sistema permite a los conductores controlar el nivel de protección contra el calor y la luz, según las condiciones climáticas. Actualmente, esta tecnología se encuentra disponible en techos solares fabricados con vidrio laminado, no obstante los fabricantes trabajan para incorporar este tipo de tecnología en otras superficies vidriadas.

Vidrio anti-calor (atérmico).

 

Las lunas anti-calor modulan la temperatura interior del vehículo. Ello puede obtenerse bien reflejando una parte de la energía solar incidente y/o absorbiéndola. Las ventajas que presentan este tipo de vidrios es una mejora del confort térmico, reduciendo la creación de calor y la necesidad del aire acondicionado, ahorrando a su vez combustible. Este tipo de funcionalidad ayuda también a mantener en mejores condiciones los materiales del interior (salpicadero, volante, tapizados, etc), aplicándose a todas las lunas del vehículo. Dentro de este grupo pueden incluirse los siguientes tipos de vidrio:

 

_ Vidrio absorbente de calor. Absorbe parte de la energía solar antes de que ingrese en el interior del habitáculo evitando la formación de calor en el interior.

 

_ Vidrio reflectante de calor. Se incorporan al vidrio capas o revestimientos con capacidad para reflejar parte de la energía solar incidente.

 

_ Vidrio tintado. Las lunas tintadas absorben parte de la energía solar incidente.

 

_ Vidrio con filtro de rayos UV. A la luna se le incorpora un revestimiento que actúa de filtro de la radiación ultravioleta, protegiendo a las personas así como a los materiales del interior del habitáculo de los rayos UV.

 

Vidrio térmico.

 

Se trata de vidrios calefactables que facilitan la eliminación del hielo, bruma o escarcha depositados sobre la superficie de la luna y que impiden la visibilidad a través de ella. Estos sistemas se conectan (12 ó 42V) mediante unos terminales al sistema eléctrico del automóvil para calentar la superficie del vidrio logrando desempañarlo. Este tipo de lunas es conveniente en zonas de temperaturas frías y se aplica en todas las lunas del vehículo. Existen varios tipos de sistemas:

 

_ Hilos conductores en vidrio laminado. El sistema funciona a través de unos filamentos invisibles conductores de calor que se incorporan en la capa intermedia de plástico.

 

_ Revestimiento electro-conductor en vidrio laminado. A través de un revestimiento metálico transparente aplicado a una de las superficies interiores del vidrio, se aporta calor a toda la superficie.

 

_ Hilos de plata conductores en vidrio templado. Se utiliza en lunetas traseras templadas, sobre el vidrio se depositan unos hilos de pasta de plata bastante visibles, que actúan calentando.

 

Vidrio hidrófobo.

 

A la luna se le incorpora un tratamiento hidrófobo que permite una evacuación fácil y rápida

del agua, mejorando así la visibilidad del conductor bajo condiciones lluviosas y por lo tanto su seguridad. El tratamiento evita la extensión de las gotas de agua sobre la superficie de la luna, las gotas no se pegan al cristal y mantienen una forma esférica, de forma que su evacuación está garantizada por la corriente de aire generada por el movimiento del vehículo y el uso del limpiaparabrisas. Se utilizan principalmente en el parabrisas, retrovisores exteriores y lunas laterales delanteras.

 

Vidrio antireflejo.

 

Se aplica al vidrio un revestimiento especial antireflejos que reduce la reflexión de la luz sobre el

parabrisas causante de malestar e incomodidad visual al conductor.

 

Vidrio acústico.

 

Se fabrican lunas laminadas con una capa intermedia de PVB especialmente diseñado para que el conjunto ofrezca una mayor protección acústica frente al ruido que los vidrios laminados estándares. Se reduce la transmisión del ruido, en particular el sonido de baja frecuencia del motor y el sonido de alta frecuencia producido por el viento, parte de estas frecuencias son absorbidas por la capa acústica de PVB. El resultado es una conducción más silenciosa que facilita la concentración del conductor. Su aplicabilidad es a todas las lunas del vehículo.

 

Vidrio con antena integrada.

 

El vidrio es un excelente soporte para la integración de antenas gracias a sus propiedades dieléctricas. Mediante serigrafía se incorporan al vidrio las diversas antenas AM/FM, GSM, GPS, TV, etc. Este tipo de sistema permite mejorar la estética del vehículo al eliminarse las varillas de antena sobresaliendo fuera de la línea del vehículo y evita los robos de este tipo de antenas.

 

Vidrio con sistema display (Head-up display).

 

Este vidrio lleva incorporada una tecnología que permite visualizar una pantalla virtual en el propio vidrio para mostrar determinada información al conductor (velocidad, dirección, etc). Se introduce una capa transparente de reflexión en el vidrio, de forma que no interfiere en la vista desde el interior del vehículo, la pantalla virtual muestra un mensaje claro y breve al conductor sin que tenga que retirar su atención del camino.

 

Identificación del vidrio del automóvil

 

Los fabricantes de vehículos incorporan diferentes tipos de vidrios en sus modelos en función del nivel de gama asignada. Cuando no se dispone de la información sobre que tipo de vidrio lleva incorporado un determinado modelo, se genera un problema para su identificación, ya que la apariencia estética de los vidrios es similar en la mayoría de los casos y resulta complejo diferenciar visualmente unos tipos respecto a otros. Saint-Gobain Sekurit ha desarrollado un sistema de clasificación que utiliza pictogramas para ayudar a los clientes a reconocer fácilmente los diferentes productos de lunas para automóviles y sus calidades distintivas. Estos pictogramas han sido adoptados por varios fabricantes de lunas y son incorporados por algunos constructores de vehículos junto al sello obligatorio de homologación de la luna. En la medida que esta acción sea cada vez más utilizada, será más fácil identificar el tipo de luna instalada en los vehículos y se facilitará la labor a los técnicos de la sustitución de lunas.

 How to... Fabricación lunas laminadas

How to... Cambio típico luna delantera

 

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Roscas

Tipos de roscas:

Técnicamente una rosca es una arista de sección uniforme que tiene la forma de una helicoide sobre la superficie externa o interna de un cilindro, o con la forma de una espiral cónica sobre la superficie externa o interna de un cono, o de un cono truncado. Al roscado de un cilindro se lo llama rosca cilíndrica y al efectuado en un cono o en un cono truncado, rosca cónica.

Tipos normales de roscas: hay doce tipos o series de roscas comercialmente importantes, que son los que siguen:

Tipo de paso grueso: UNC y NC. Se recomienda para usos generales donde no se requieren pasos más finos.

Tipos de paso fino: UNF y NF. Esencialmente igual a la primitiva serie SAE, recomendada para la mayoría de los trabajos en la industria automotriz y aeronáutica.

Tipos de paso extrafino: UNEF y NEF. Igual que la vieja serie SAE fina, se recomienda par usar en materiales de paredes finas o cuando se requiere un gran número de filetes en una longitud dada.

Tipo de ocho hilos. SN. En esta serie hay ocho hilos por pulgada todos los diámetros desde 1 a 6 pulgadas. Esta serie es recomendada para las uniones de cañerías, pernos de pistón y otros cierres donde se establece una tensión inicial en el elemento de cierre para resistir presión de vapor, agua, etc.

Serie de doce filetes; 12UN y 12N. Esta serie tiene doce hilos por pulgada para diámetros que van de ½ a 6 pulgadas. Los tamaños de ½ a 1 ¾ pulgadas se usan en calderería.

Serie de dieciséis filetes: 16UN y 16N. Esta serie tienen dieciséis por pulgada y abarca diámetros que van desde ¾ hasta 6 pulgadas. Se usan en una amplia variedad de aplicaciones, tales como collares de ajuste, retén, etc. que requieren un filete muy fino.

Rosca amé.

Rosca de diente de sierra.

Rosca cuadrada.

Rosca Brown sharpe.

Estos últimos cuatro tipos de rosca, que se muestran en la Fig.3 se usan principalmente para transmisión de potencia y movimiento.

Rosca normal americana para tubos: se muestra en la figura 3, es la rosca cónica normal que se usa en uniones de caños en Estados Unidos.

Rosca Métrica Normal Internacional: esta rosca también mostrada en la Fig.3, se usa mucho en tornillos de medida métrica fabricados en el continente europeo.

Usos y aplicaciones:

Las roscas cónicas se usan en uniones de cañerías y en algunas otras aplicaciones donde se requieren uniones herméticas para líquidos. Las cilíndricas, por el contrario, son ampliamente usadas en una gran variedad de aplicaciones. El uso más común es en piezas tales como bulones, tornillos y tuercas, o como parte integral de piezas que deben entre si. Sin embargo, también se usan para trasmitir movimientos de motores, como el husillo principal de los tornos y otras maquinas- herramientas y para proveer movimientos precisos y controlados para efectuar mediciones, como en los calibres micrometricos.

Fabricación de roscas:

Fundición de roscas se hace principalmente cono colado en matriz, o maleado de plásticos, y produciéndose relativamente pocas roscas por este método. En los comienzos las mayorías de las roscas se hacían por corte. En la actualidad la mayor parte son laminadas mientras que el corte se usa en pequeñas cantidades o para obtener muy alta precisión.

Cortado de una rosca en el torno. El método más antiguo de cortar mecánicamente roscas fue el torno, y este todavía sigue siendo el método más versátil y simple de cortar roscas. Una ventaja importante adicional es que la operación de roscado puede ser hecha con frecuencia como consecuencia de operaciones en el torno, usando una sola instalación. Sin embargo, dado que la operación consume relativamente bastante tiempo, este método se usa cuando solo deben hacerse unos pocos tornillos.

Existen dos requerimientos básicos para cortar un tornillo en un torno, el primero, es una herramienta montada y conformada con precisión. Esto resulta necesario puesto que el roscado es una forma de operación de corte, el perfil del filete resultante esta determinado por la forma de la herramienta y su posición relativa con la pieza. El segundo requerimiento es que la herramienta debe moverse longitudinalmente en una relación especifica con la rotación de la pieza, puesto que esto determina el avance de la rosca. Este requerimiento es satisfecho automáticamente mediante el uso del husillo principal que provee movimiento al carro.

Laminado de roscas el laminado a llegado hacer el método más importante para la producción de piezas roscadas. Es una operación de deformación en frío en la cual la rosca se forma haciendo rodar la pieza entre matrices endurecidas, las cuales deforman el material de la pieza dándole la forma de la rosca deseada. Dado que no hay arranque de viruta ni remoción de metal se requiere menos material, con el consiguiente ahorro; la deformación en frío da un aumento de resistencia y puede producir una superficies de muy buena terminación y gran resistencia al desgaste. Las roscas de la mayoría de los bulones y tornillo comerciales se hacen por laminación. En algunos casos, para roscados grandes se usa el laminado en caliente.

El laminado de roscas es un proceso esencialmente sencillo que utiliza dos métodos básicos. El más simples de estos emplean dos matrices planas, una fija y otra movil.

Nomenclatura de roscas

La Fig.1, muestra las formas de las roscas Unificada y Americana. La rosca externa tiene las crestas redondeadas o chatas lugar para valles redondeados. Los cuales pueden hacerse intencionadamente o ser la consecuencia de una herramienta gastada. La rosca interna tiene una cresta plana de modo que encajará con el valle redondeado del fileteado externo, y se da una pequeña redondez al valle par dejar algo de juego par la cresta plana del fileteado externo. En la Fig.2 se muestra la nomenclatura relacionada con las roscas.

Las roscas de perfil trapezoidal, se emplean para elementos que han de realizar el movimiento de desplazamiento reiteradamente. Típicamente se emplean para convertir giros en desplazamientos y viceversa. Un ejemplo muy común se emplea en taburetes de altura regulable. La norma DIN 103 establece una normalización de este tipo de roscas, con ángulo de 30º en el perfil del filete. Se denominan mediante el símbolo “Tr” el diámetro nominal, el signo “x” y el paso. Si tiene más de un hilo se continua escribiendo la letra “P” y la dimensión (coeficiente entre el paso y el número de hilos) en mm.

Este mismo tipo de perfil pero con los bordes redondeados constituye la rosca con perfil redondo que se indica con el símbolo “Rd” en vez de “Tr”

En tornillería común, para uniones fijas, se emplea la rosca métrica ISO, definida por la UNE17-701 y normalizada por la UNE 17-702. Se muestra en la figura 4 el perfil para un diámetro de rosca nominal d y un paso p. El parámetro h es la altura del triángulo primitivo formado por los encuentros de las caras laterales de los filetes. La denominación se hace mediante la letra “M” seguida del diámetro nominal en milímetros. Si el paso no es el grueso se escribe el símbolo “x” y el paso también en mm. Finalmente, si es necesario, se emplea la inscripción UNE 17-702.

En la norma UNE 17-703 se seleccionan aún más las dimensiones de las roscas métricas para su aplicación en tornillería.

Otro tipo de perfil de rosca común es la rosca cortante en la que el filete tiene sección casi triangular. Se emplea en carpintería, tanto de madera como de aluminio, en todos aquellos usos en que el propio tornillo aterraja el material base. En la norma UNE 17-008 se recomienda el empleo de unos diámetros nominales y los correspondientes diámetros interiores, pasos y anchuras del canto del filete. Este tipo de rosca se indica con el símbolo “Rc” seguido del diámetro nominal y si es necesario la indicación de la mencionada norma.

Por ultimo, mencionaremos el perfil de la rosca de gas Withworth, normalizado en la DIN 11. Como característica principal de este tipo de rosca podemos destacar la estanqueidad de su cierre. Por ello se emplea en la fontanería conducciones y valvulería de líquidos y gases. Se indican con la letra “W” seguida del diámetro nominal. El paso, si no se indica, es el normalizado de 25/8 hilos por pulgada.

La designación el general de una rosca se realiza con la abreviatura del tipo de rosca (Tr, Rd, M, Rc, W u otros) y el diámetro nominal. A continuación, si es necesario, se indican el paso de hélice o paso de rosca en mm (procedido o no de la letra “L”), el paso del perfil también en mm (precedido de la letra “P”), el sentido de la hélice (RH o LH) si no figura se supone que es RH, la clase de tolerancia, longitud (“S” para corta, “L” larga y “N” normal) y el número de hilos.

En general, los propios tornillos, pernos y tuercas se encuentran también normalizados. Basta referirse a la norma que lo regule, indicar el diámetro nominal, la longitud roscada y el tipo de punta para que el tornillo o perno quede perfectamente definido. Lo mismo sucede con las tuercas, cuyos tipos también se encuentran normalizados.

Bibliógrafa

J.L. Pérez Díaz, “Expresión gráfica en la ingeniería introducción al dibujo industrial“, Capitulo 12 Editorial Pretice Hall.
Heinrich Gerling. “Alrededor de las máquinas - herramientas”, Editorial Reverté. 2ª edición, año 1964