ESTRUCTURAS METALICAS Y DE ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERAMADERA

Capitulo 4

CONEXIONES SIMPLES

Profesor: Luis Zegarra C.

4.1 Generalidades4.1 Generalidades

CONEXIONES

Son los puntos o zonas donde se ensamblan los elementos individuales

para formar una estructura

CONEXIONES

Una buena conexión debe ser segura, fácil de ejecutar y económica

CLASIFICACION DE CONEXIONES

Se les puede clasificar por:

- Tipo de conector - Rigidez de la conexión - Tipo de elemento o de solicitación

POR EL TIPO DE CONECTOR:

- Soldadas - Empernadas - Remachadas - Con pines

POR LA RIGIDEZ DE LA CONEXIÓN:

- Conexión simple o de corte - Conexión de momento, rígida - Conexión de momento, semirrígida

POR EL TIPO DE ELEMENTO O DE SOLICITACION

- Elementos sometidos a esfuerzos axiales - Elementos sometidos a flexión o flexo compresión - Planchas de base de columnas o vigas

4.2 Conexiones Soldadas4.2 Conexiones Soldadas

SOLDADURA

Es un proceso de unión de piezas metálicas de la misma composición o de composiciones

diferentes, bajo los efectos de calor, con o sin la adición de un metal de aportación y con o

sin la aplicación de presión

Soldadura por forja

SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO

Es el proceso mas empleado para soldar estructuras metálicas. Es un proceso de

unión por fusión, debido al calor generado por un arco eléctrico.

PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA POR PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA POR ARCO ELECTRICOARCO ELECTRICO

SMAW = Arco metálico protegidoSMAW = Arco metálico protegido ((Shielded Metal Arc WeldingShielded Metal Arc Welding))SAW = Arco sumergidoSAW = Arco sumergido ((Submerged Arc WeldingSubmerged Arc Welding))GMAW = Arco protegido con gas externo, GMAW = Arco protegido con gas externo, procesos MIG (helio o argón)/MAG (COprocesos MIG (helio o argón)/MAG (CO22)) ((Gas Metal Arc WeldingGas Metal Arc Welding))FCAW = Arco con alambre tubular, con el interior FCAW = Arco con alambre tubular, con el interior relleno de un polvo llamado flux.relleno de un polvo llamado flux. ((Flux Cored Arc WeldingFlux Cored Arc Welding))

SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO MANUAL CON SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO MANUAL CON ELECTRODO METÁLICO REVESTIDOELECTRODO METÁLICO REVESTIDO

El electrodo esta compuesto por un núcleo metálico de acero de aleación especial y un revestimiento de distintos materiales cuya finalidad es proteger al metal fundido de los gases dañinos del aire como el oxígeno y nitrógeno que hacen porosa y frágil a la soldadura, y además forman la escoria que es la capa superficial de la soldadura que la protege e impide un enfriamiento violento de ella, que le produciría rajaduras.

Soldadura por arco eléctrico protegidoKUZMANOVIC Y WILLEMS

Área de planchas194m2

Peso. 800kg

Peso: 840 kgf

Peso: 840kgfÁrea de planchas:

194m2

Soldadura por arco

eléctrico con electrodo revestido

Soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido

Soldadura por arco

sumergido

Soldadura por arco

sumergido

CLASIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS

Es muy importante clasificar e identificar los electrodos porque se fabrican de diferentes

resistencias y características de uso.

El sistema de identificación es doble: numérico y con una clave de colores.

El sistema de clasificación numérico emplea para los electrodos para soldadura manual la letra E. Asigna a cada tipo de electrodo un número de cuatro o cinco cifras.

Los dos o tres primeros números dan la resistencia a la rotura del metal del electrodo en ksi.

La siguiente cifra da la posición en que puede emplearse el electrodo y la última cifra indica características de la corriente eléctrica a emplearse y de la penetración que puede conseguirse.

En cuanto a las posiciones, el significado es:

1 = puede emplearse en cualquier posición. 2 = puede emplearse únicamente en posición plana y horizontal. 3 = puede emplearse únicamente en posición plana.

En cuanto a las características de la corriente eléctrica a emplearse y la penetración que puede conseguirse, el significado es:

0 = para corriente continua con polaridad directa, revestimiento celulósico de penetración profunda.

1 = para corriente continua con polaridad directa o para corriente alterna, revestimiento celulósico de penetración profunda.

2 = para corriente continua con polaridad inversa o para corriente alterna, revestimiento rutílico lo que da un arco suave de penetración mediana y mejor aspecto del cordón.

4 = para corriente continua con polaridad directa o inversa o para corriente alterna, revestimiento rutílico lo que da un arco suave de penetración mediana y mejor aspecto del cordón, con aporte

de hierro en polvo permitiendo un rápido relleno de las juntas.

5 = para corriente continua con polaridad inversa, revestimiento de bajo contenido de hidrógeno que se emplea para soldar aceros de pobre soldabilidad.

8 = para corriente continua con polaridad directa o para corriente alterna, revestimiento de bajo contenido de hidrógeno que se emplea para soldar aceros de pobre soldabilidad, con aporte de hierro en polvo permitiendo un rápido relleno de las juntas.

EJEMPLOS

Un electrodo E-6011, es un electrodo para soldadura manual de 60 kips = 4200 kg/cm2 de resistencia mínima a la tracción, se puede emplear en cualquier posición y es de penetración profunda por lo que es adecuado para soldadura estructural.

Un electrodo E-6010, es un electrodo para soldadura manual de 60 kips = 4200 kg/cm2 de resistencia mínima a la tracción, se puede emplear en cualquier posición y es de penetración mediana por lo que es adecuado para soldadura de acabado.

El electrodo E-11018, es un electrodo para soldadura manual de 110 kips = 7700 kg/cm2 de resistencia mínima a la tracción, se puede emplear en cualquier posición y es de bajo contenido de hidrógeno por lo que es adecuado para soldar el acero de construcción grado 60.

El sistema de clasificación por colores identifica cada tipo de electrodo por una clave de colores aplicada en tres lugares:

- extremo = la punta metálica del electrodo - punto = la parte lateral metálica visible del electrodo - grupo = sobre el revestimiento cerca de la punta del electrodo.

CLAVE DE CLAVE DE COLORESCOLORES

Las claves de colores son:

E-6010 = no tiene ninguna marcaE-6011 = punto azulE-6012 = punto blancoE-7018 = grupo verde, punto naranja, extremo negroE-11018 = grupo verde, punto azul, extremo rojo.

POSICIONES DE SOLDADURA

Se consideran cuatro posiciones de soldadura:

a.- Posición plana, es sobre un plano horizontal. Es la posición más fácil y económica para soldar. Siempre que sea posible las soldaduras deben efectuarse en esta posición.b.- Posición horizontal, las planchas a soldar están en posición vertical y el cordón de soldadura se ejecuta horizontalmente.c.- Posición vertical, las planchas a soldar están en posición vertical y el cordón de soldadura se ejecuta verticalmente. La soldadura puede ser ascendente o descendente.d.- Posición sobre cabeza, las planchas a soldar están en posición horizontalmente y la soldadura se ejecuta horizontalmente pero por debajo. Es una posición inversa a la posición plana.

POSICION PLANA DE SOLDADURA

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

POSICION VERTICAL DE SOLDADURA

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

POSICION HORIZONTAL DE SOLDADURA

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

SOLDADURA EN POSICION SOBRECABEZA

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

TIPOS DE UNIONES SOLDADAS

La Norma E.090 reconoce cuatro tipos de uniones soldadas:

- Soldaduras acanaladas, también llamadas de canal y a tope. - Soldaduras de filete, también llamada de solape. - Soldadura de ranura. - Soldadura de tapón.

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

SOLDADURASACANALADAS

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

SOLDADURA DE FILETE

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

SOLDADURA DE RANURA

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

SOLDADURA DE TAPON

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

SOLDADURA ACANALADA

La soldadura acanalada puede ser de penetración total o de penetración parcial. Este último tipo es poco empleado en las estructuras metálicas usadas en nuestro país. Si la soldadura acanalada es de penetración total su resistencia no necesita verificarse, con tal que el electrodo empleado sea más resistente que el metal base. Lo que si debe indicarse en los planos es el tipo de junta precalificada se va a emplear. Se emplea para resistir fuerzas elevadas.

CONEXIONESTipos de juntas

Soldaduras de penetración

total

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

SOLDADURA ACANALADADEPENETRACION TOTAL

SIN BISELAR

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

SOLDADURA ACANALADADEPENETRACION TOTAL

BISELADA

SIMBOLOS SIMBOLOS ESTANDAR ESTANDAR

DE DE SOLDADURASOLDADURA

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

TIPOSDE JUNTAS

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

DISTORSIONES EN JUNTAS SOLDADAS

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

PROCEDIMIENTOS PARA REDUCIR DISTORSIONES

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

DEFECTOS DE SOLDADURAS

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURASPOROSIDADES

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURASSOCAVACION

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURASGRIETAS

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C.

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURASSOLDADURA QUEBRADIZA

Otros tipos de soldadura

de penetración

total

IDENTIFICACIÓN DE TIPOS DE ELECTRODOSIDENTIFICACIÓN DE TIPOS DE ELECTRODOS

La revisión del código numérico y la clave de La revisión del código numérico y la clave de colores permite al Inspector verificar si los colores permite al Inspector verificar si los

electrodos son los especificados en el electrodos son los especificados en el proyecto.proyecto.

La soldadura no deberá realizarse:La soldadura no deberá realizarse:

- Cuando la temperatura del medio ambiente- Cuando la temperatura del medio ambiente sea menor de -18°C.sea menor de -18°C. - Cuando la superficie está húmeda o- Cuando la superficie está húmeda o expuesta a la lluvia, nieve o altasexpuesta a la lluvia, nieve o altas velocidades de viento.velocidades de viento. - Cuando el personal que la ejecuta esté- Cuando el personal que la ejecuta esté expuesto a condiciones inclementes.expuesto a condiciones inclementes.

TABLA J2.4TABLA J2.4TAMAÑO MINIMO DE SOLDADURAS DE FILETETAMAÑO MINIMO DE SOLDADURAS DE FILETE

El tamaño mínimo de la soldadura de filete no debe ser menor que el necesario para transmitir las fuerzas

calculadas ni menor que el indicado en la Tabla J2.4.

Soldadurasabocinada

s

Soldaduras dobles de

penetración total

Soldaduras abocinadas

dobles

Soldaduras de filete

Defectos en soldadurasDefectos en soldaduras

Perfiles deseables de Soldadura de Filete

Perfiles aceptables de Soldadura de FiletePerfiles aceptables de Soldadura de Filete

La convexidad “c”, de una soldadura individual La convexidad “c”, de una soldadura individual con dimensiones “w” no deberá exceder el valor de la con dimensiones “w” no deberá exceder el valor de la siguiente Tabla:siguiente Tabla:

w w 8 mm 8 mmw w 8 mm hasta 8 mm hasta 25 mm 25 mm

w w 25 mm 25 mm

1.6 mm1.6 mm3 mm3 mm5 mm5 mm

ANCHO DE LA CARA ANCHO DE LA CARA DE SOLDADURADE SOLDADURA

MÁXIMA CONVEXIDAD, CMÁXIMA CONVEXIDAD, C

TARJETAS PARA VERIFICAR SOLDADURAS DE FILETETARJETAS PARA VERIFICAR SOLDADURAS DE FILETE

PERFILES INACEPTABLES DE SOLDADURA DE FILETEPERFILES INACEPTABLES DE SOLDADURA DE FILETE

PERFILES INACEPTABLES DE SOLDADURA DE FILETEPERFILES INACEPTABLES DE SOLDADURA DE FILETE

POSIBLE POSIBLE FISURACION FISURACION

LAMINARLAMINAR

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURASDEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURASMALA APARIENCIAMALA APARIENCIA

4.3 Conexiones Empernadas4.3 Conexiones Empernadas

PLANCHAS DE BASEPLANCHAS DE BASE