Preparación de bordes para soldeo
El chaflán decide cuánta aportación se va a la unión, si la raíz penetra y si el cordón funde con la pared del bisel. Abajo, el ángulo, el talón y la separación para cada espesor según ISO 9692-1 — y lo que hay detrás de esas cifras.
Respuesta corta
Toda preparación de borde se describe con cuatro magnitudes:
- s — espesor del material que se une;
- α — ángulo del chaflán, la apertura;
- c — talón, la parte del borde sin biselar junto a la raíz;
- b — separación en la raíz entre las piezas.
La elección se reduce a dos preguntas: qué espesor y si hay acceso por los dos lados. Hasta 3–4 mm no se bisela nada; hasta 12 mm basta la V; por encima, X con acceso bilateral o U con acceso por un solo lado.
Espesor y tipo de preparación
| Espesor s, mm | Preparación | Ángulo α | Talón c, mm | Separación b, mm | Cuándo |
|---|---|---|---|---|---|
| ≤ 3 … 4 | I — sin chaflán | — | — | 0–3 | Material fino: la penetración la da la propia separación |
| 3 … 12 | V simple | 50–70° | 1–2 | 1–4 | La opción básica cuando solo se accede por un lado |
| 12 … 40 | X (doble V) | 50–60° | 1–3 | 1–3 | Acceso por ambos lados: la mitad de aportación que la V |
| > 30 | U simple | 8–12° | 1–3 | 1–3 | Gran espesor con acceso por un lado; exige mecanizado |
| > 40 | Doble U | 8–12° | 1–3 | 1–3 | Espesor muy grande, acceso por ambos lados |
| 5 … 20 | Media V (½V) | 45–55° | 1–3 | 1–3 | Unión en T con penetración completa |
| > 15 | K (doble bisel) | 45–55° | 1–3 | 1–3 | En T con penetración completa, acceso por ambos lados |
| — | Ángulo sin chaflán | — | — | 0–2 | Cuando no se exige penetración completa |
El ángulo depende del proceso
La misma chapa se bisela con distinto ángulo para MMA y para MAG, y no es cuestión de costumbre:
| Proceso | Ángulo del chaflán α | Por qué |
|---|---|---|
| MMA (111) | 60° | El electrodo revestido necesita sitio para entrar en el chaflán y para desprender la escoria |
| MAG (135) | 50–60° | El arco penetra más, así que el chaflán puede ser más estrecho: menos aportación y menos contracción |
| TIG (141) | 60–70° | La antorcha es ancha y hay que ver el baño; un chaflán estrecho favorece la falta de fusión |
La diferencia parece pequeña, pero en chapa de 20 mm pasar de 60 a 50 grados reduce la sección del chaflán en torno a una quinta parte: la misma quinta parte menos de aportación, de gas y de tiempo por metro de cordón.
ISO 9692-1 cubre el soldeo por arco de los aceros — de ahí salen las cifras de arriba. -2 trata el arco sumergido en aceros, -3 el soldeo MIG y TIG de aluminio y -4 los productos plaqueados. El aluminio lleva ángulos distintos de los del acero, así que trasladarle estas tablas es un error.
Por qué no es una elección libre
Un chaflán demasiado estrecho es falta de fusión en el flanco (4011). El electrodo no alcanza el fondo con el ángulo adecuado, el arco roza la pared y el metal aportado se apoya sin unirse. Defecto plano, tolerancia cero en los niveles B y C de ISO 5817 — y el peor de ver en la radiografía.
Un chaflán demasiado ancho no es más seguro, solo más caro. La sección crece con la apertura, de modo que cada diez grados de más cuestan una buena décima parte más de aportación, gas y tiempo. Con la aportación sube el aporte térmico y con él la contracción y la deformación: la estructura se mueve tanto más cuanto más metal se le ha puesto.
Una separación excesiva acaba en perforación (510) o en descolgamiento de la raíz; una insuficiente, en falta de penetración (402): el arco no tiene con qué llegar al fondo. Por eso la separación se fija al puntear y se mantiene con galga, no «a ojo después de amolar».
El talón es lo que salva a la raíz de quemarse. Sin él la primera pasada perfora la unión; con él la raíz funde de forma controlada. Un talón excesivo trae el problema contrario: la raíz se queda sin penetrar.
Cómo se prepara el borde
El orden es siempre el mismo: cortar — quitar la escoria y la capa sobrecalentada — limpiar — puntear manteniendo la separación.
Tras el oxicorte y el corte por plasma queda en el borde una capa de óxidos y una zona alterada térmicamente; se amola hasta metal limpio, porque si no los óxidos acaban en el baño y salen como inclusiones (303). El plasma añade rebaba en la cara inferior del corte: se elimina, no se suelda encima.
La limpieza no afecta solo al chaflán, sino a 20–30 mm a cada lado. Óxido, pintura, cinc, aceite y humedad son fuentes de hidrógeno y de poros: la pintura y el aceite dan poros de inmediato, el cinc añade humos muy tóxicos, y la humedad de una chapa galvanizada o mojada sigue siendo la causa más común de porosidad en un taller sin calefacción.
Las preparaciones en U y doble U se hacen por mecanizado — fresadas o con biseladora. Con el soplete no se consigue ese perfil, y tratar de «aproximarlo» con una V ancha se come justo el ahorro por el que se eligió la U.
Qué sigue
Los valores concretos para tu espesor, proceso y acceso los da la calculadora de preparación de bordes — son las mismas cifras de la tabla de arriba. Cuánta aportación y cuántos electrodos se llevará una unión así preparada lo calcula la calculadora de consumo de electrodos. Cómo se anota el chaflán en el plano — símbolos de soldadura. En qué acaba una preparación mal hecha — falta de fusión y de penetración.
Preguntas frecuentes
¿A partir de qué espesor se biselan los bordes?
Con MMA y TIG a partir de unos 3 mm; con MAG, de 4 mm: el arco MAG penetra más y aguanta más tiempo sin chaflán. Por debajo de ese límite la penetración la da la propia separación, y biselar solo añade aportación y deformación.
¿V o X en chapa de 20 mm?
Si hay acceso por los dos lados, X. Consume aproximadamente la mitad de aportación que la V y reduce a la mitad la contracción angular, porque el cordón queda simétrico respecto al plano medio. Si solo se accede por un lado queda la V, y en espesores mayores la U: quita todavía menos material, pero exige mecanizar el flanco.
¿Qué provoca un chaflán demasiado estrecho?
Falta de fusión en el flanco: la imperfección 4011 según ISO 6520-1. El electrodo o la antorcha no llega a la raíz con el ángulo correcto, el arco roza la pared en lugar de fundirla y el metal aportado se apoya sin unirse. Es un defecto plano: tolerancia cero en los niveles de calidad B y C, y el más difícil de ver en una radiografía.
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