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¿Cómo hacer un biselado más efectivo?

Las tecnologías de soldeo evolucionan a pasos agigantados y cada día es más sencillo y menos manual realizar una soldadura o biselado efectivo entre cualquier tipo de material. Sin embargo, en ocasiones se dedican la mayoría de los esfuerzos en garantizar específicamente el método de soldeo sin prestar suficiente atención a una parte crítica: La preparación.

Tanto la morfología de las piezas en la zona donde se realizará la unión como su condición superficial de limpieza y rugosidad, crearán un escenario que condicionará completamente el resultado final.

La morfología del biselado

Existen diversas normativas que regulan los tipos de bisel para la soldadura en lo referente a sus ángulos, talones, medidas, o número de caras; todas ellas se han ideado específicamente para ofrecer una óptima unión. Esto permite que el baño de soldadura fluya por la cavidad generada y se aloje correctamente formando una raíz y un conjunto homogéneo y estable.

tipos de biselado
Tipos de biselado

Mientras mayor sea el grosor de las piezas a unir, más necesario será crear una morfología adecuada que garantice la unión, siendo claramente efectivas ya a partir de los 3 mm y necesarias desde los 6 mm en adelante. Para todos ellos será necesario retirar una importante cantidad de material que debe llevarse a cabo mediante un proceso adecuado de corte o arranque de viruta.

La condición superficial del biselado

¿Cómo hacer un biselado más efectivo? 1

Es obvio que antes de un proceso de soldeo debe asegurarse una buena limpieza de las superficies a unir ya que la presencia de restos de polvo, aceite, suciedad, oxidación o cualquier partícula disociada de la superficie. Si no se lleva a cabo una buena limpieza, supondrá un factor especialmente perjudicial en el proceso al quedar atrapado entre la pieza y el baño de soldeo, generando una zona susceptible a la rotura, a la corrosión o a ambas en potencia.

En lo que respecta a la topografía superficial, una superficie irregular o una rugosidad excesiva en la zona de soldeo puede comprometer la capacidad de adhesión del baño generando heterogeneidades y poros. Esto hará que se debilite irremisiblemente la unión, por lo que el método utilizado para realizar el biselado debe proporcionar una superficie de relativamente baja rugosidad (Ra<20µm) aunque valores comprendidos entre las 5 y 15µm pueden ayudar acelerando ligeramente la fusión superficial y facilitando la adhesión.

Otro de los aspectos a tener en cuenta en la zona de biselado es la presencia de signos de oxidación en forma de decoloraciones térmicas, ya que, sin duda, una vez entren a formar parte del baño de soldeo, derivarán en puntos de corrosión y fractura.

Nueva llamada a la acción

Métodos de biselado y sus características

Actualmente se pueden encontrar en la industria diversos métodos o tipos de bisel para la soldadura, que podrían dividirse en dos grupos: corte y arranque de viruta.

Biselado por Corte

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Plasma
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Oxicorte
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Láser
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Agua

Biselado por Arranque de viruta

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Torneado
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Abrasivo rígido
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Fresado
¿Cómo hacer un biselado más efectivo? 9
Abrasivo flexible

Cada uno de los métodos citados puede ser más o menos adecuado según las circunstancias de cada caso, en función de diversos aspectos como el tipo de material, el volumen a extraer, la morfología de la pieza y la cantidad de piezas a procesar. A continuación, hemos recopilado los datos más significativos:

Biselado con abrasivo flexible

Ventajas

Apto para toda clase de aceros y ángulos de biselado.

Apto para todos los anchos con una elevada calidad de bisel.

Rapidez y acabado. Un solo paso.

Muy baja aportación térmica.

Desventajas

En aleaciones muy duras puede no ser efectivo en operación con maquinaria portátil (disco).

Lijado con abrasivo rígido

Ventajas

Apto para toda clase de aceros y ángulos de biselado.

Desventajas

Acabado muy rugoso requiere tratamiento posterior.

Afectación térmica excesiva.

Alto nivel de vibraciones.

Riesgo de accidentes graves.

Biselado Oxicorte Autógeno

Ventajas

Reducidos costes de inversión y desgaste.

Amplia cobertura de espesores de material (2-2000 mm).

Desventajas

Solo útil para acero estructural.

Cortes deficientes por debajo de 5 mm.

Deformaciones de material, se requieren retoques de alineación.

Alto aporte térmico, gran zona afectada.

Escasa precisión de dimensiones.

Corte por plasma

Ventajas

Corte de aceros aleados y metales no férricos en gamas finas y medias.

Elevadas velocidades de corte.

Espesores de chapa hasta 200 mm.

Desventajas

Deformación térmica de las piezas.

Ancha línea de corte.

Corte por láser

Ventajas

Gran precisión en la gama de chapas finas y medias.

Apto para toda clase de materiales.

Reducido ancho de la línea de corte (0,2-0,4 mm).

Desventajas

Costes de inversión y explotación elevados.

Rango limitado de anchos de chapa (0,1-25 mm).

Corte por chorro de agua

Ventajas

Sin alteraciones metalúrgicas en la superficie de corte.

Apto para toda clase de materiales.

Nula aportación térmica.

Desventajas

Costes de inversión y explotación elevados.

Biselado por Fresado/Torneado

Ventajas

Superficies de corte limpias, exentas de rebabas y óxido.

Desventajas

Elevado desgaste con aceros aleados.

Rango limitado de anchos de chapa.

Esperamos que este análisis sobre cómo conseguir un biselado efectivo y eficiente te haya ayudado. En VSM Abrasivos somos especialistas en abrasivos flexibles y en optimizar procesos industriales.

Conoce todo lo que necesitas saber de nuestros abrasivos industriales. Podrás encontrar un amplio catálogo compuesto por una extensa gama de discos abrasivos, bandas de lija, abrasive cloth roll y mucho más.

Además, en nuestro blog podrás encontrar mucha información sobre abrasivos, como por ejemplo, todo lo que necesitas saber sobre el lijado al agua.

Efectos del exceso de temperatura en el biselado

Al hacer un biselado se suavizan los cantos vivos de una pieza, permitiendo que encaje con otras, reduciendo el desgaste o aportando mayor resistencia a una unión soldada.

Son muchos los beneficios, pero conoces ¿cómo se prepara un bisel antes de la soldadura y qué ventajas y desventajas presentan las distintas técnicas de biselado? ¿Y cómo la temperatura de esta operación puede afectar al rendimiento en servicio de su pieza final?

En este post se responden a estas cuestiones y se brindan soluciones para conseguir los mejores resultados.

preparacion de bisel antes de la soldadura

Existen diversas designaciones y simbologías normalizadas en cuanto a los ángulos o número de caras que debe tener un bisel antes de realizar la soldadura. Los tipos más comunes son:

biselado en v

También llamado bisel a fondo, va desde la superficie superior hasta la inferior de la chapa con un ángulo constante entre 20 – 60°. Normalmente se lleva a cabo en chapas de poco espesor (4 – 10 mm).

biselado en y

En este caso el bisel se suele efectuar entre 40 – 60° y acaba en “talón” o borde truncado (plano). Se suele emplear para chapas de hasta 16 – 18 mm de espesor.

biselado en x

O doble bisel en V, es muy empleado en chapas de gran espesor (15 – 35 mm). Al igual que en el caso anterior, el ángulo de biselado suele estar entre 40 – 60°.

biselado en k

Es el más usado para las soldaduras de chapas muy gruesas (>25 mm), las cuales se destinan a grandes construcciones metálicas como torres eólicas o embarcaciones.

Dependiendo del espesor del componente a soldar, la naturaleza del metal base y los requisitos de diseño, se realizará un proceso de soldadura u otro. En base a este criterio, se seleccionará el tipo de bisel.

Métodos para realizar una operación de biselado

Se pueden clasificar en métodos de corte y métodos por arranque de viruta. Cada uno incluye diferentes tecnologías, las cuales se presentan a continuación:

Método Tecnología Ventajas Desventajas
 

Laser

Gran precisión


Buena calidad del bisel

Inversión elevada


limitado a chapas de poco espesor

Corte

Plasma

Alta velocidad de corte



Aplicable a chapas de espesor bajo-medio en una amplia gama de materiales (aceros, aluminio, cobre, entre otros).

Línea de corte ancha


Alto calor aportado a la pieza

 

Oxicorte

Bajo coste de inversión


Amplio rango de espesores

Limitado para aceros al carbono


Poca precisión y baja calidad de corte


Alto calor aportado a la pieza

 

Chorro de Agua

Corte limpio y de alta calidad


Calor aportado a la pieza despreciable

Inversión bastante elevada

 

Mecanizado

Corte limpio, sin rebabas y de alta precisión

Limitado a chapas de espesor bajo-medio

Herramientas de corte costosas

Arranque de viruta

Abrasivo rígido

Apto para toda clase de aceros y ángulos de biselado

Acabado muy rugoso requiere tratamiento posterior



Alto calor aportado a la pieza

 

Abrasivo flexible

Apto para toda clase de aceros y ángulos de biselado



Apto para cualquier espesor de chapa



Alta calidad de bisel en un solo paso

En aleaciones muy duras y empleando maquinaria portátil puede no ser muy efectivo

 

 

 

La selección de una técnica u otra irá en función de las características de la chapa a biselar y de la precisión y calidad que requiera la soldadura. Todo ello, por su puesto, maximizando la productividad y minimizando los costes.

Los abrasivos flexibles son sin duda una de las opciones que ofrecen una mejor combinación de estos aspectos, sobre todo los desarrollados en los últimos años, como es el caso de los abrasivos autolubricantes.

Ocurre principalmente en los métodos de corte térmico (láser, plasma y oxicorte), pues la gran energía que emplean puede llegar a calentar en exceso las zonas adyacentes al corte. Esto produce cambios localizados en la microestructura y en las propiedades del componente metálico, hecho que puede comprometer seriamente su integridad estructural una vez puesto en servicio. A estas zonas se les conoce como zonas afectadas térmicamente (ZAT) y una de sus características es que son más duras (frágiles) y menos tenaces que el resto del metal base.

baño de soldadura

Si el tiempo de exposición a la fuente de calor incrementa, las ZAT serán más anchas y tendrán un efecto mayor, sobre todo en metales que presentan baja difusividad térmica (que disipan más lentamente el calor).

En el caso de los aceros inoxidables, si la temperatura de afectación es muy alta, estos pueden perder la capa de óxido de cromo que los protegen y corroerse a través de la zona afectada. De aquí la importancia de que el biselado se realice en el menor tiempo posible y con una técnica que aporte la mínima cantidad de calor.

Nota: las ZAT también se pueden producir al realizar la soldadura. No es un caso particular que tiene lugar durante la operación de biselado.

¿Qué soluciones existen contra el exceso de temperatura en el biselado?

  • Bandas y discos abrasivos de grano cerámico conformado     

Los abrasivos que están fabricados con grano cerámico conformado y en algunas versiones, con recubrimiento autolubricante, para aceros inoxidables y aleaciones de baja conductividad que proporciona una tasa de arranque de material muy elevada.

Este recubrimiento envuelve los granos cerámicos reduciendo la temperatura en la zona de contacto abrasivo-superficie metálica. Esto permite minimizar las ZAT y a su vez conseguir un biselado de gran calidad en poco tiempo.

bandas y discos abrasivos de grano cerámico

Por otro lado, las versiones de la familia de grano cerámico conformado sin el recubrimiento autolubricante son ideales para aceros al carbono y metales no férricos. Su corte efectivo y su larga vida útil generan un incremento significativo en la productividad.

  • Bandas abrasivas de grano cerámico

El soporte de polyester que lleva incorporado lo hace extremadamente robusto, lo que permite trabajar a muy altas presiones de contacto. Además, lleva incorporado el recubrimiento autolubricante.

Su uso va destinado principalmente para chapas de acero al carbono y acero no aleado de espesores medios (15 mm).

bandas abrasivas de grano cerámico

Los productos VSM garantizan una alta velocidad en el trabajo

Dentro de nuestra gama de productos, disponemos de abrasivos que aportan al cliente un aumento en la velocidad de proceso, obteniendo así mayor número de piezas por unidad de tiempo.

“El tiempo es oro” dice el refrán: para nosotros esto es casi un mandamiento.

En VSM Intentamos que nuestros productos supongan una alta velocidad a la hora de utilizarlos y puedan aportar una ganancia de tiempo a nuestros clientes.

Así, en una máquina automática, un aumento en la velocidad de avance si perjudicar el objetivo de acabado del cliente ayuda al cliente a mejorar su productividad y con ella, su competitividad.

También en aplicaciones manuales de lijado, el operario es el factor más costoso. Su tiempo para realizar trabajos debe ser el mínimo posible.

Por ello, el tiempo que se pueda ahorrar en hacer un bisel o quitar y pulir un cordón de soldadura suponen un ahorro que compensa en mucho el uso de un abrasivo de mayores prestaciones.

El reto de la competencia de mercados emergentes solo puede afrontarse con éxito si se emplean productos que reduzcan al mínimo el tiempo empleado por máquinas y/o personas.