El proceso de empalme de paneles en la producción de estructuras de acero es un paso crucial para ensamblar las placas de acero en componentes de las dimensiones requeridas mediante empalme y soldadura. Debido a que las placas de acero provenientes de las acerías suelen tener limitaciones de longitud y anchura, no pueden cumplir directamente con las dimensiones de corte de grandes vigas H, columnas cajón y otros componentes. Por lo tanto, las placas de ala y las placas de alma deben soldarse a tope en el taller para formar un material base completo. La calidad del empalme de paneles afecta directamente la resistencia general, la precisión de la instalación y la seguridad estructural de los componentes, lo que lo convierte en uno de los procesos fundamentales que deben controlarse rigurosamente en la fabricación de estructuras de acero.

Tipos de empalme de paneles

En el empalme de paneles de estructuras de acero, existen principalmente dos tipos: empalme de placas de ala y empalme de placas de alma. Dado que existen dos soldaduras de filete portantes en la conexión entre la placa de ala y la placa de alma, las especificaciones exigen que no se permitan empalmes longitudinales para las placas de ala; el empalme solo está permitido a lo largo de la dirección longitudinal. Sin embargo, las placas de alma pueden empalmarse tanto a lo largo como a lo ancho, y los empalmes pueden tener forma de cruz o de T, según los requisitos de la disposición del panel. Comprender claramente las diferentes reglas de empalme para estos dos tipos de componentes es un requisito previo para una disposición adecuada del panel y para evitar la concentración de tensiones.

Operaciones de empalme de paneles

El ensamblaje de placas utiliza principalmente soldadura por arco sumergido para lograr uniones a tope eficientes. Antes de soldar, se debe limpiar a fondo el bisel y el área dentro de los 30 mm a ambos lados para asegurar que la separación de ensamblaje y las dimensiones del bisel cumplan con las especificaciones del proceso. Simultáneamente, se seleccionan la corriente de soldadura, el voltaje del arco y la velocidad de soldadura adecuados según el espesor de la placa. Para placas de espesor medio, se suele utilizar un proceso híbrido, empleando soldadura con protección de gas CO₂ para la pasada de raíz, soldadura por arco sumergido para la pasada de relleno en la cara frontal y soldadura por arco sumergido de alta corriente para el cordón final, a fin de asegurar una penetración completa y una buena formación de la soldadura.

Puntos clave para el montaje de la placa

Hay tres puntos clave a tener en cuenta al ensamblar paneles:

En primer lugar, controle la posición de las juntas de empalme. Las juntas de empalme de las bridas y las almas deben estar desfasadas más de 200 mm para evitar intersecciones y concentraciones de soldadura.

En segundo lugar, controle la deformación por soldadura. Durante el montaje, utilice abrazaderas para sujetar firmemente las placas de acero y emplee soldadura segmentada simétrica o soldadura discontinua en secuencia. Los componentes largos también requieren nivelación con una guía.

En tercer lugar, durante el trazado se debe tener en cuenta la contracción por soldadura. Normalmente, se debe prever una contracción de 20 a 30 mm para cada soldadura y de 2 a 3 mm para las costuras cortadas, para garantizar que las dimensiones finales del componente cumplan con los requisitos de diseño.

1. Para chapas de acero de ≤16 mm de espesor, no se requiere biselado; se utiliza soldadura directa por arco sumergido.

Para placas de más de 16 mm de espesor, se requiere biselado; se utiliza soldadura con protección gaseosa para la pasada de raíz, seguida de soldadura por arco sumergido para las pasadas de relleno y recubrimiento.

2. Instale una placa de inicio y extinción de arco. La soldabilidad debe ser igual o superior a la del metal base. El biselado debe ser igual al del metal base, con una longitud de al menos 50 mm.

3. El precalentamiento debe realizarse según el material que se va a soldar y la temperatura ambiente. La temperatura mínima de precalentamiento para los aceros de uso común se muestra en la tabla a continuación.

Temperatura ambiente: de -10 °C a 0 °C, precalentar a más de 20 °C; si la temperatura mínima de precalentamiento es superior a 20 °C, utilizar la temperatura de precalentamiento más alta.

Alcance: Área de soldadura ≥ 2t (espesor de la placa t) y > 100 mm.

Inspección del conjunto del panel

Tras el montaje, se requiere una inspección rigurosa. La inspección visual verifica principalmente el refuerzo de la soldadura, la socavación, la porosidad y las grietas superficiales. Durante la inspección visual, la distancia entre los ojos y la superficie inspeccionada no debe exceder los 600 mm, y la intensidad de la luz no debe ser inferior a 160 lx. La calidad interna se evalúa mediante ensayos ultrasónicos no destructivos. Todas las soldaduras de Clase I y Clase II deben ser inspeccionadas. Las operaciones de ensayo y la evaluación de defectos deben cumplir con las normas GB/T 11345 para garantizar que las soldaduras estén libres de defectos como fusión incompleta, penetración incompleta y grietas.

El ensamblaje de paneles es un proceso fundamental en la fabricación de estructuras de acero, y su nivel tecnológico determina directamente el punto de partida para la calidad del ensamblaje y la soldadura posteriores. Solo a través de un control meticuloso en cuatro niveles Reglas de disposición de paneles, especificaciones de trabajo, puntos clave del proceso y estándares de inspección. ¿Es posible garantizar la capacidad de carga y la vida útil de los componentes de acero desde su origen, estableciendo así una sólida primera línea de defensa para la seguridad estructural general?

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