A la hora de ensamblar piezas metálicas, es fundamental elegir la fijación adecuada. Pero con tantos tipos disponibles, puede resultar abrumador saber por dónde empezar. ¿No está seguro de cuál es la fijación que mejor se adapta a su proyecto? Una fijación incorrecta puede debilitar las uniones y provocar fallos o riesgos para la seguridad. Elegir el adecuado garantiza que su ensamblaje se mantenga fuerte y fiable.
Los elementos de fijación tienen muchas formas y tamaños, y cada uno sirve para un fin distinto. Para elegir el elemento de fijación adecuado, hay que tener en cuenta el material, los requisitos de carga, las condiciones ambientales y la facilidad de montaje. La clave está en adaptar las características del elemento de fijación a las necesidades del proyecto.
Las fijaciones son una parte pequeña pero esencial de muchos productos. Siga leyendo para saber más sobre los distintos tipos y sus mejores usos.
¿Qué es un cierre?
Un elemento de fijación es una herramienta que une objetos. Algunos ejemplos comunes son los tornillos, las arandelas, las tuercas y los pernos. Todas estas herramientas tienen una finalidad principal: mantener unidos mecánicamente dos o más objetos.
Las fijaciones funcionan de forma diferente al pegamento. Pueden unir elementos de metal, plástico, madera y hormigón. Son lo bastante fuertes para sujetar objetos sometidos a fuertes presiones o tensiones.
Hay dos tipos principales de fijaciones. Los hay permanentes y no permanentes. La mayoría de las fijaciones crean uniones que se pueden separar. Deberías poder separar las piezas unidas sin romperlas. Sin embargo, el remache es diferente. Es un elemento de fijación permanente que no se puede quitar fácilmente.
Utilizamos elementos de fijación a diario en muchos entornos. Ofrecen una forma sencilla de conectar cosas, facilitando su montaje y desmontaje cuando es necesario.
Tipos de sujetadores
Existen muchas variedades de elementos de fijación, cada uno con una resistencia específica y aplicaciones ideales. Conocer las diferencias le ayudará a elegir la mejor opción para su proyecto.
Tornillos
Los tornillos son elementos de fijación roscados que crean sus roscas de acoplamiento cuando se introducen en los materiales. Sus crestas helicoidales convierten la fuerza de rotación en movimiento lineal.
Pernos
Los pernos son elementos de fijación con rosca exterior diseñados para introducirse a través de orificios en montado y se acoplan con una tuerca. Suelen requerir llaves u otras herramientas para su instalación.
Nueces
Las tuercas son elementos de fijación con rosca interior diseñados para acoplarse a pernos o tornillos. Proporcionan fuerza de sujeción cuando se aprietan contra una superficie.
Lavadoras
Las arandelas son placas delgadas con orificios que distribuyen la carga de un tornillo roscado. Evitan daños en los materiales unidos y ofrecen funciones adicionales.
Remaches
Los remaches crean conexiones permanentes mediante la deformación de un eje o pasador. Funcionan bien en aplicaciones en las que se puede acceder a ambos lados.
Uñas
Los clavos son clavijas metálicas rectas con cabeza y punta puntiaguda. Se clavan en los materiales utilizando fuerza de impacto en lugar de rotación.
Diferentes tipos de elementos de fijación y sus usos
Hay fijaciones de muchas formas y tamaños, cada una diseñada para tareas específicas. Veamos los tipos más comunes y sus usos.
Tipos de pernos
Tornillos de cabeza hexagonal
El tipo más común es el tornillo de cabeza hexagonal. Tienen una cabeza de seis lados y se utilizan con una llave o vaso. Estos tornillos fuertes y fiables son ideales para la construcción y la maquinaria.
Pernos de doble extremo
Los tornillos de doble rosca tienen roscas en ambos extremos. Suelen unir dos piezas con una tuerca en cada extremo. Estos tornillos son habituales en aplicaciones de automoción y maquinaria.
Cáncamos
Los cáncamos tienen un bucle en un extremo. Se utilizan para fijar cables, cuerdas o cadenas. Estos pernos son ideales para aplicaciones de elevación o tracción.
Pernos de carro
Los tornillos de carruaje tienen una cabeza lisa y redondeada y una sección cuadrada debajo. La sección cuadrada impide que el tornillo gire, por lo que resulta útil en aplicaciones de madera.
Tornillos de cabeza cilíndrica
Los tornillos de cabeza cilíndrica tienen una cabeza cilíndrica con un alojamiento hexagonal. Se utilizan en espacios reducidos donde no cabe una llave inglesa. Estos tornillos son habituales en maquinaria y automoción.
Pernos en U
Los tornillos en U tienen forma de "U" y rosca en ambos extremos. Se utilizan para fijar tuberías o tubos a superficies y son estándar en aplicaciones de fontanería y automoción.
Tipos de tornillos
Tornillos autoperforantes
Los tornillos autoperforantes tienen una punta perforada, por lo que no necesitan un agujero piloto. Se utilizan en aplicaciones de metal y madera, por lo que su instalación es rápida y sencilla.
Tornillos para chapa
Los tornillos para chapa tienen roscas afiladas y se utilizan para fijar chapas finas. También se utilizan en aplicaciones de plástico y madera.
Tornillos de máquina
Los tornillos de máquina se utilizan con tuercas o agujeros roscados. Son habituales en maquinaria, electrónica y electrodomésticos.
Tirafondos hexagonales
Los tirafondos hexagonales tienen cabeza hexagonal y rosca gruesa. Se utilizan en aplicaciones de madera, como la construcción de cubiertas y entramados.
Tornillos de cubierta
Los tornillos para cubiertas están diseñados para su uso en exteriores. Tienen un revestimiento resistente a la corrosión y se utilizan para construir cubiertas y estructuras exteriores.
Tornillos para madera
Los tornillos para madera tienen rosca gruesa y se utilizan en aplicaciones de madera. Proporcionan una sujeción firme y son fáciles de instalar.
Tipos de frutos secos
Tuercas de sombrerete
Las tuercas de sombrerete tienen una parte superior abovedada que cubre el extremo del tornillo. Se utilizan por seguridad y estética y son habituales en muebles y maquinaria.
Tuercas de castillo
Las tuercas de castillo tienen ranuras en un extremo para una chaveta. Se utilizan en aplicaciones de alta vibración, como la automoción y la maquinaria.
Tuercas para soldar
Las tuercas soldadas son soldado a una superficie, proporcionando un orificio roscado. Se utilizan en la fabricación de metales y maquinaria.
Tuercas hexagonales
El tipo más común son las tuercas hexagonales. Tienen seis lados y se utilizan con pernos para fijar materiales.
Tipos de lavadoras
Arandelas planas
Las arandelas lisas distribuyen la carga y evitan daños en las superficies. Se utilizan en aplicaciones generales.
Arandelas de muelle
Las arandelas elásticas proporcionan tensión y evitan que se aflojen. Se utilizan en entornos de alta vibración.
Arandelas de seguridad
Las arandelas de seguridad tienen dientes o crestas que se agarran a la superficie. Evitan que los tornillos y las tuercas se aflojen con el tiempo.
Lavamuelles
Las arandelas de muelle son grandes y gruesas y se utilizan en aplicaciones pesadas como la construcción de muelles. Distribuyen la carga sobre una superficie mayor.
Tipos de remaches
Remaches POP
Los remaches POP son fáciles de instalar y proporcionan resistencia. Se utilizan en materiales ligeros como el metal y el plástico.
Remaches Multi-Grip
Los remaches multigrip pueden unir materiales de distintos grosores. Se utilizan en aplicaciones de automoción y maquinaria.
Remaches trípticos
Los remaches triples tienen tres patas que se despliegan, proporcionando un punto de apoyo. Se utilizan en aplicaciones de alta resistencia.
Remaches de brida grandes
Los remaches de pestaña grande tienen una cabeza más ancha, lo que distribuye la carga sobre una superficie mayor. Se utilizan en materiales blandos o frágiles.
Factores a tener en cuenta al elegir la fijación adecuada
Esta parte del proceso de selección puede ser decisiva para su proyecto. Los factores adecuados conducen a conexiones duraderas.
Compatibilidad de materiales
La selección del material afecta tanto al rendimiento como a la longevidad de las uniones fijadas. La correcta combinación de materiales evita fallos prematuros.
Fijaciones de acero frente a acero inoxidable
Las fijaciones de acero ofrecen una gran resistencia a menor coste. Funcionan bien en muchas aplicaciones de interior.
- Acero al carbono: Proporciona una excelente resistencia pero requiere revestimientos protectores
- Acero aleado: Contiene elementos adicionales para mejorar las propiedades
- Acero cementado: Presenta una superficie endurecida con un núcleo rígido
Las fijaciones de acero inoxidable resisten la corrosión sin recubrimientos. Son ideales para entornos húmedos o difíciles.
- Inoxidable 304: Buena resistencia a la corrosión polivalente
- Inoxidable 316: Resistencia superior a cloruros y ambientes salinos
- Inoxidable 410: Magnético con moderada resistencia a la corrosión, puede ser tratado térmicamente
Fijaciones de aluminio frente a las de latón
Las fijaciones de aluminio son ligeras y resisten ciertos tipos de corrosión. Funcionan mejor en aplicaciones no estructurales.
- Ventajas: Bajo peso, buena resistencia a la corrosión, no magnético
- Limitaciones: Menor resistencia, no apto para aplicaciones de gran carga
Los cierres de latón ofrecen una excelente resistencia a la corrosión y no producen chispas. Suelen utilizarse en aplicaciones marinas y de gas.
- Ventajas: Excelente resistencia a la corrosión, buena conductividad eléctrica, estéticamente agradable
- Limitaciones: Menor resistencia que el acero, mayor coste, puede sufrir corrosión bajo tensión en entornos específicos.
Tamaño y tipo de rosca
Un dimensionado correcto garantiza una resistencia adecuada sin exceso de material ni orificios sobredimensionados.
Elegir el diámetro adecuado
El diámetro de la fijación afecta a su resistencia y ajuste. Un diámetro mayor proporciona más resistencia, pero requiere un agujero más grande. Adapte siempre el diámetro del elemento de fijación a la carga y al grosor del material.
- Demasiado pequeño: Puede fallar bajo carga o atravesar el material
- Demasiado grande: Crea concentraciones de tensión innecesarias y desperdicia material.
- Regla general: El diámetro del tornillo debe ser de 1/4 a 1/3 del material más fino que se vaya a unir.
Comprender el paso y la longitud de la rosca
El paso de rosca se refiere a la distancia entre las roscas. El paso de rosca afecta tanto a la resistencia como a las características de instalación.
- Roscas gruesas: Instalación más rápida, mejor en materiales blandos, más tolerancia a los daños.
- Roscas finas: Mayor resistencia a la tracción, mejor resistencia a las vibraciones, ajuste más preciso.
La longitud de la rosca debe proporcionar un encaje suficiente sin sobresalir innecesariamente.
- Enganche mínimo: 1x diámetro para aluminio, 1,5x para acero, 2x para plástico
- Longitud máxima: Evitar salientes innecesarios que puedan interferir con otros componentes.
Resistencia y capacidad de carga
El análisis de la carga es fundamental para seleccionar correctamente el elemento de fijación. Diferentes cargas requieren diferentes propiedades de los elementos de fijación.
Resistencia a la tracción de diferentes elementos de fijación
La resistencia a la tracción mide la resistencia de una fijación a ser separada.
- Tornillos métricos de grado 8.8: 800 MPa de límite elástico
- Pernos SAE de grado 5: resistencia a la tracción de 85.000 PSI
- Acero inoxidable (A2-70): 700 MPa de resistencia a la tracción
Al seleccionar las cargas de tracción:
- Calcular la carga máxima prevista
- Aplicar el factor de seguridad (normalmente 1,5-3x)
- Elija un elemento de fijación con una capacidad nominal adecuada
Consideraciones sobre la resistencia al cizallamiento
Las cargas de cizallamiento intentan cortar el elemento de fijación a lo largo de su diámetro. La mayoría de los elementos de fijación tienen menor resistencia al cizallamiento que a la tracción.
- La mayoría de los elementos de fijación de acero: Resistencia al cizallamiento ≈ 60% de la resistencia a la tracción.
- Fijaciones de aluminio: Relación cizalladura/tracción aún más baja
Para aplicaciones de cizallamiento:
- Siempre que sea posible, utilice fijaciones múltiples
- Elegir elementos de fijación con vástagos enteros (porción no roscada) a través del plano de cizalladura.
- Considerar pasadores para cargas de cizallamiento puro
Resistencia medioambiental
Los factores ambientales pueden reducir drásticamente la vida útil de las fijaciones. Adapte la fijación a sus condiciones de funcionamiento.
Resistencia a la corrosión en aplicaciones marinas y al aire libre
La exposición a la intemperie exige estrategias de protección contra la corrosión.
- Acero galvanizado: Bueno para uso general en exteriores
- Galvanizado en caliente: Superior para exposición severa
- Acero inoxidable 316: Excelente para entornos marinos
- Bronce al silicio: la mejor opción para la exposición constante al agua salada
Evite la corrosión galvánica:
- Utilizar elementos de fijación del mismo material o más nobles que los materiales unidos.
- Uso de arandelas aislantes entre metales distintos
- Aplicación de revestimientos protectores en los puntos de conexión
Fijaciones para altas temperaturas
Las fijaciones estándar pueden debilitarse o fallar a temperaturas elevadas.
- Acero grado 8.8: Bueno a unos 400 ° F (204 ° C)
- Acero inoxidable A286: Mantiene la resistencia hasta 538°C (1000°F)
- Inconel: Excelente para temperaturas de hasta 1800°F (982°C)
Cuando se selecciona para uso a altas temperaturas:
- Comprobar los índices de resistencia ajustados a la temperatura
- Tener en cuenta la dilatación térmica
- Considerar la relajación del estrés a lo largo del tiempo
Fijaciones para presiones o vibraciones extremas
Las vibraciones pueden aflojar las fijaciones con el tiempo. La alta presión puede provocar la deformación de los elementos de fijación.
Opciones resistentes a las vibraciones:
- Tuercas de seguridad de nylon
- Compuestos de bloqueo de roscas (Loctite)
- Fijaciones de brida dentada
- Arandelas Nord-Lock
Soluciones de alta presión:
- Elementos de fijación de mayor calidad
- Fijaciones de mayor diámetro
- Múltiples patrones de fijación
- Diseños especiales sellados a presión
Selección de fijaciones específicas para cada aplicación
Los distintos materiales y aplicaciones requieren fijaciones específicas para una conexión fuerte y duradera. Profesional proveedores de tornillería puede ayudarle a explorar las mejores fijaciones para diversos usos.
Aplicaciones de automoción
Las fijaciones de automoción deben soportar vibraciones, cambios de temperatura y exposición a fluidos.
Elementos de fijación para automoción Características:
- Resistencia a las vibraciones (arandelas de seguridad, compuestos de bloqueo de roscas)
- Protección contra la corrosión en entornos difíciles
- Tamaños normalizados para facilitar el mantenimiento
Montaje de componentes electrónicos
La electrónica requiere elementos de fijación a menudo más pequeños y ligeros, con propiedades eléctricas específicas.
Necesidades de fijación en electrónica:
- Opciones no conductoras para aplicaciones específicas
- Dimensiones reducidas para diseños compactos
- Cabezales de perfil bajo para ahorrar espacio
- Funciones antivibración
Proyectos de construcción
Los elementos de fijación para la construcción deben proporcionar integridad estructural a largo plazo bajo diversas cargas y condiciones ambientales.
Requisitos de las fijaciones para la construcción:
- Gran capacidad de carga
- Resistencia a la intemperie
- Cumplimiento de la normativa
- Clasificaciones de resistencia al fuego en algunos casos
Conclusión
Para elegir el elemento de fijación adecuado hay que sopesar varios factores. Tómese su tiempo para analizar las necesidades específicas de su aplicación en lugar de limitarse a seleccionar opciones conocidas. Comprender los distintos tipos de fijaciones y sus aplicaciones óptimas puede ayudarle a tomar decisiones con mayor conocimiento de causa.
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Hola, soy Kevin Lee
Durante los últimos 10 años, he estado inmerso en diversas formas de fabricación de chapa metálica, compartiendo aquí ideas interesantes de mis experiencias en diversos talleres.
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Kevin Lee
Tengo más de diez años de experiencia profesional en la fabricación de chapas metálicas, especializada en corte por láser, plegado, soldadura y técnicas de tratamiento de superficies. Como Director Técnico de Shengen, me comprometo a resolver complejos retos de fabricación y a impulsar la innovación y la calidad en cada proyecto.
