Todo edificio de acero depende de sus conexiones.
Las vigas deben conectarse con las columnas. Las placas deben unirse a los elementos estructurales. Las cerchas, ménsulas, rigidizadores y otros componentes deben trabajar conjuntamente como un único sistema estructural.
Para muchas de estas conexiones, la soldadura estructural desempeña un papel fundamental.
Sin embargo, una buena soldadura de estructuras de acero implica mucho más que simplemente unir dos piezas de acero.
El tipo de soldadura, el procedimiento utilizado, las condiciones de fabricación, la experiencia del soldador y el proceso de inspección pueden afectar directamente la calidad, la eficiencia y el coste de un proyecto de acero.
En almacenes, plantas industriales, talleres, edificios comerciales y otras estructuras metálicas, comprender cómo se fabrica una estructura soldada puede ayudar a los compradores a tomar mejores decisiones antes de comenzar la producción.
Qué es la soldadura estructural
La soldadura estructural es el proceso mediante el cual se unen componentes de acero portantes o de soporte utilizando conexiones soldadas permanentes.
Se utiliza habitualmente en:
- vigas de acero;
- columnas;
- cerchas;
- placas base;
- placas de conexión;
- rigidizadores;
- ménsulas;
- componentes de acero fabricados a medida.
A diferencia de una conexión mecánica que depende completamente de pernos y otros elementos de fijación, una soldadura estructural crea una conexión continua entre las diferentes piezas de acero.
Sin embargo, el objetivo de la soldadura estructural no consiste simplemente en realizar la soldadura más grande posible.
Una conexión correctamente diseñada debe proporcionar la resistencia necesaria y, al mismo tiempo, controlar:
- el volumen de soldadura;
- el tiempo de fabricación;
- las deformaciones producidas por la soldadura;
- los costes de producción.
En muchos proyectos de estructuras de acero, una solución eficiente consiste en combinar conexiones soldadas y atornilladas en lugar de depender exclusivamente de un único método.
Por esta razón, la soldadura estructural debe considerarse tanto durante la fase de ingeniería como durante la fabricación.
Qué es un soldador estructural
Un soldador estructural es un profesional especializado que realiza trabajos de soldadura en componentes de acero estructural de acuerdo con los planos aprobados, los requisitos de soldadura y las especificaciones del proyecto.
Este trabajo es muy diferente de simplemente unir piezas metálicas convencionales.
Un soldador de estructuras de acero puede trabajar con:
- vigas H;
- columnas tipo cajón;
- cerchas;
- placas de acero de gran espesor;
- conjuntos de conexión;
- componentes estructurales especiales.
Su trabajo forma parte directa del proceso de fabricación de la estructura.
Cómo se fabrica una estructura de acero soldada
Una estructura soldada correctamente fabricada comienza mucho antes de iniciar la soldadura.
La primera etapa es la ingeniería.
Los planos de fabricación definen las dimensiones de vigas, columnas y placas, además de indicar la posición y el tipo de cada conexión.
Los detalles de conexión determinan dónde se necesitan soldaduras estructurales y dónde podría resultar más práctica una conexión atornillada.
Después, el acero se:
- corta;
- perfora;
- prepara;
- procesa de acuerdo con los planos.
Antes de soldar, los componentes deben posicionarse y ensamblarse correctamente.
El ajuste y montaje previo son muy importantes, ya que una posición incorrecta puede afectar tanto a la calidad de la soldadura como a las dimensiones finales del componente.
A continuación, el soldador realiza las soldaduras necesarias de acuerdo con los requisitos de fabricación.
Una vez terminada la soldadura, se comprueban la precisión dimensional y la calidad de las uniones antes de pasar a otros procesos, como:
- granallado;
- pintura;
- galvanizado;
- otros tratamientos superficiales.
Por ello, una estructura soldada debe considerarse un producto de ingeniería y fabricación, y no simplemente un conjunto de piezas de acero unidas mediante soldadura.
Métodos
comunes para soldar estructuras de acero
Las diferentes condiciones de fabricación requieren distintos procesos de soldadura.
Entre los métodos utilizados habitualmente en la fabricación de estructuras de acero se encuentran:
SMAW – Shielded Metal Arc Welding
Soldadura manual por arco con electrodo revestido
GMAW – Gas Metal Arc Welding
Soldadura por arco con gas protector
FCAW – Flux-Cored Arc Welding
Soldadura por arco con alambre tubular
SAW – Submerged Arc Welding
Soldadura por arco sumergido
La elección del proceso adecuado depende de varios factores:
- tipo de componente;
- espesor del acero;
- posición de soldadura;
- volumen de producción;
- requisitos de calidad.
Para vigas fabricadas de grandes dimensiones y componentes de placas gruesas, los sistemas automáticos o semiautomáticos pueden mejorar la consistencia de la soldadura y aumentar la eficiencia productiva.
En conexiones complejas o zonas de difícil acceso para los equipos automáticos, la soldadura manual o semiautomática puede resultar más adecuada.
Por tanto, no existe un único método de soldadura que sea automáticamente el mejor para todos los proyectos.
La solución adecuada debe seleccionarse teniendo en cuenta el diseño de la conexión, el espesor del acero, la posición de soldadura, la cantidad de componentes y los requisitos de calidad.
Qué hace que una soldadura estructural sea confiable
La apariencia exterior de una soldadura no determina por sí sola si una conexión estructural es adecuada.
Una soldadura estructural confiable comienza con un buen diseño de ingeniería.
La conexión debe diseñarse de manera que los soldadores puedan acceder correctamente a la zona de trabajo.
Las placas deben prepararse adecuadamente y las dimensiones de la soldadura deben corresponder a los requisitos del diseño, evitando soldaduras innecesariamente grandes.
El control de producción es igualmente importante.
Un montaje correcto ayuda a mantener la precisión dimensional.
Una secuencia de soldadura adecuada permite reducir las deformaciones.
Los procedimientos apropiados ayudan a mantener una calidad uniforme entre diferentes componentes.
Finalmente, la inspección permite confirmar que las soldaduras terminadas cumplen los requisitos del proyecto.
Dependiendo del tipo de conexión y de las especificaciones aplicables, la inspección puede incluir:
- inspección visual;
- otros métodos de ensayo requeridos por el proyecto.
El objetivo no es simplemente producir más soldadura.
El objetivo es realizar la soldadura correcta, en la posición correcta y con una calidad constante.
Soldadura estructural vs. conexiones atornilladas
Una de las preguntas más frecuentes en la construcción con acero es:
¿Es mejor soldar o utilizar pernos?
En realidad, la pregunta más adecuada sería:
¿Qué método de conexión resulta más apropiado para esta parte concreta del proyecto?
La soldadura estructural permite crear conexiones compactas y permanentes sin necesidad de utilizar un gran número de pernos o componentes externos.
Es especialmente útil para:
- vigas fabricadas;
- secciones tipo cajón;
- cerchas;
- rigidizadores;
- conjuntos de acero personalizados.
Las conexiones atornilladas, por otra parte, pueden facilitar considerablemente el transporte y el montaje en obra.
Esto es especialmente importante en edificios de acero de grandes dimensiones.
Normalmente, una estructura completa no puede transportarse como un único conjunto completamente soldado.
Por ello, las vigas, columnas y cerchas principales se fabrican en secciones transportables y posteriormente se trasladan al lugar de construcción.
Una solución habitual consiste en:
realizar las soldaduras estructurales de precisión en fábrica y utilizar conexiones atornilladas para el montaje principal en obra.
Esta combinación permite aprovechar las ventajas de ambos sistemas.
La soldadura en fábrica ofrece condiciones de producción más controladas, mientras que el atornillado en obra facilita el montaje y reduce la cantidad de soldadura que debe realizarse en altura.
Soldadura en fábrica o soldadura en obra
El lugar donde se realiza la soldadura puede ser casi tan importante como el propio método de soldadura.
La soldadura estructural en fábrica ofrece un entorno de producción mucho más controlado.
Los componentes pueden colocarse utilizando equipos especializados, las operaciones de soldadura pueden organizarse según una secuencia de producción planificada y las piezas terminadas pueden inspeccionarse antes del tratamiento superficial y del envío.
La soldadura en obra todavía puede ser necesaria en determinados proyectos.
Sin embargo, las condiciones son generalmente más difíciles de controlar.
Factores como:
- el clima;
- el trabajo en altura;
- el acceso al lugar;
- otras actividades de construcción;
- los equipos disponibles
pueden afectar a la productividad de los trabajos de soldadura.
Por esta razón, en edificios de acero prefabricados, maximizar la fabricación en taller y reducir las soldaduras innecesarias en obra puede mejorar considerablemente la facilidad de construcción.
Esto no significa que todas las soldaduras en obra deban eliminarse.
Significa que, durante la etapa de ingeniería, debe determinarse qué soldaduras deben completarse en fábrica y qué conexiones deben realizarse durante el montaje.
Dónde se utilizan habitualmente las estructuras soldadas
Las estructuras soldadas se utilizan ampliamente en la construcción moderna con acero.
Los edificios industriales utilizan:
- vigas soldadas;
- columnas;
- cerchas;
- estructuras de soporte para equipos.
Los almacenes pueden utilizar pórticos prefabricados y diferentes elementos de conexión.
Las plantas industriales pueden necesitar conjuntos soldados de gran tamaño para maquinaria de producción o sistemas estructurales de gran luz.
La soldadura estructural también es especialmente importante en componentes personalizados cuando los perfiles laminados estándar no pueden proporcionar por sí solos la geometría necesaria.
Algunos ejemplos son:
- perfiles H soldados;
- vigas de sección variable;
- columnas tipo cajón;
- vigas armadas de placa;
- ménsulas pesadas;
- conjuntos especiales de conexión.
En estas aplicaciones, la soldadura permite transformar placas y perfiles individuales en componentes estructurales de mayores dimensiones.
La soldadura estructural también es una cuestión de costes
Más soldadura no significa necesariamente una mejor estructura de acero.
Cada soldadura adicional requiere:
- preparación;
- consumibles de soldadura;
- tiempo de trabajo;
- inspección.
Los detalles de soldadura excesivamente complejos también pueden ralentizar la producción.
Por ejemplo, reducir el peso de una viga puede parecer inicialmente una forma eficaz de ahorrar acero.
Sin embargo, si una viga más ligera necesita numerosos rigidizadores adicionales y conexiones soldadas complejas, el coste total de fabricación puede aumentar.
En algunos casos, un elemento estructural ligeramente más sencillo permite reducir el número total de soldaduras y disminuir el tiempo de fabricación.
Por esta razón, HHY Steel Structure analiza la fabricación de estructuras de acero como un proceso integrado de ingeniería y producción, en lugar de evaluar únicamente el coste según el peso del acero.
El diseño de las conexiones, el volumen de soldadura, la eficiencia productiva y los requisitos de montaje deben analizarse conjuntamente.
Control de calidad en la soldadura de estructuras de acero
El control de calidad debe mantenerse durante todo el proceso de fabricación.
Antes de la soldadura deben verificarse:
- los materiales;
- las dimensiones;
- la preparación de las conexiones.
Durante la producción, los soldadores siguen los requisitos aplicables, mientras que los supervisores controlan:
- el montaje;
- la secuencia de soldadura;
- la precisión dimensional.
Después de la soldadura, los componentes terminados deben inspeccionarse antes de pasar al tratamiento superficial y a la preparación final.
Este proceso integrado adquiere mayor importancia a medida que los componentes son más grandes y complejos.
Una gran estructura de acero puede contener cientos o incluso miles de conexiones individuales.
La consistencia entre todas estas conexiones es tan importante como la calidad de una única soldadura.
En proyectos internacionales, la documentación de fabricación y la comunicación entre el equipo de ingeniería, la fábrica y el cliente también forman parte fundamental del control de calidad.
Cómo elegir un proveedor de soldadura estructural
Elegir un proveedor para una estructura de acero soldada implica mucho más que comparar únicamente el precio por tonelada.
Un fabricante competente debe comprender:
- planos de ingeniería;
- conexiones estructurales;
- tolerancias de fabricación;
- requisitos de soldadura;
- planificación de producción;
- tratamientos superficiales.
También debe considerar lo que ocurrirá después de la fabricación.
Por ejemplo:
Los componentes pueden transportarse eficientemente
Pueden montarse fácilmente en obra
Las posiciones de las conexiones son prácticas para los instaladores
Puede rediseñarse una conexión soldada compleja para simplificar su fabricación
Estas cuestiones pueden tener un impacto considerable en el coste final y en el programa de construcción.
Soluciones de soldadura estructural de HHY Steel Structure
HHY Steel Structure ofrece servicios de fabricación de estructuras de acero y placas para proyectos industriales, comerciales y de almacenamiento, además de soluciones estructurales personalizadas.
La empresa también puede integrar la fabricación estructural con otros requisitos del proyecto, como tratamientos superficiales y entrega de materiales.
Nuestro enfoque de la soldadura estructural considera todo el proceso de fabricación, no únicamente la operación de soldadura.
Desde vigas y columnas fabricadas hasta cerchas, placas de conexión y componentes pesados personalizados, cada estructura soldada debe cumplir los planos de ingeniería y, al mismo tiempo, ser práctica para:
- la fabricación;
- el transporte;
- el montaje.
En proyectos internacionales, esta coordinación resulta especialmente importante.
Una buena estructura de acero no solo debe ser resistente en los planos.
También debe ser:
fácil de fabricar, económica de transportar y eficiente de montar.
Preguntas frecuentes sobre soldadura estructural
La soldadura estructural es más resistente que las conexiones atornilladas
No necesariamente.
Ninguno de los dos sistemas es automáticamente más resistente en todas las situaciones.
Tanto las conexiones soldadas como las atornilladas pueden diseñarse para soportar cargas estructurales importantes.
La solución adecuada depende de:
- los requisitos de ingeniería;
- la transferencia de esfuerzos;
- las condiciones de fabricación;
- la estrategia de montaje.
En muchos edificios de acero, combinar soldadura en fábrica con conexiones atornilladas en obra ofrece una solución eficiente.
Qué hace un soldador de estructuras de acero
Un soldador estructural une vigas, columnas, placas, cerchas y otros componentes de acero de acuerdo con los planos de fabricación y los requisitos de soldadura.
Su trabajo puede incluir:
- preparación de juntas;
- montaje;
- soldadura;
- coordinación con los equipos de inspección;
- coordinación con producción.
Cuál es la diferencia entre soldadura convencional y soldadura estructural
La soldadura convencional puede utilizarse simplemente para unir diferentes piezas metálicas.
La soldadura estructural, en cambio, forma parte de un sistema estructural portante.
Por esta razón, requiere mayor atención a:
- los requisitos de diseño;
- la geometría de la soldadura;
- los procedimientos;
- la calidad de ejecución;
- la inspección.
Se pueden transportar internacionalmente grandes estructuras soldadas
Sí.
Sin embargo, el transporte debe considerarse desde la fase de diseño.
Las grandes estructuras soldadas suelen dividirse en módulos transportables o componentes individuales.
Las soldaduras apropiadas se completan en fábrica, mientras que algunas conexiones se diseñan específicamente para realizar el montaje en obra.
Por qué los edificios de acero utilizan soldadura y pernos al mismo tiempo
Porque ambos sistemas resuelven problemas diferentes.
La soldadura estructural es muy eficaz para fabricar componentes individuales y conjuntos permanentes.
Los pernos suelen ser más prácticos para conectar esos componentes durante el montaje en obra.
Utilizar ambos métodos permite equilibrar:
rendimiento estructural, eficiencia de fabricación, transporte y facilidad de instalación.
Mejores estructuras soldadas comienzan con mejores conexiones
El éxito de un proyecto de acero no depende de la cantidad de soldadura utilizada.
Depende de que cada conexión cumpla correctamente la función para la que fue diseñada.
La soldadura estructural combina:
Cuando todos estos elementos trabajan conjuntamente, los componentes de acero soldados pueden fabricarse con precisión, transportarse eficientemente y montarse para formar estructuras confiables.
Si está planificando un edificio industrial, almacén, taller o proyecto de estructura de acero personalizada, HHY Steel Structure puede ayudarle desde la fabricación y soldadura de estructuras de acero hasta el tratamiento superficial y la entrega del proyecto
