República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Defensa

Universidad Nacional Experimental Politécnica de las Fuerzas Armadas

Núcleo Yaracuy – Extensión El Ceibal

Soldadura

Integrantes:

Fidel Villanueva

Damián Osuna

Simón Mayora

Zulma Navarro

Francis Sánchez

Víctor Torres

Reymary Barreto

6to Semestre Ingeniería Civil

Octubre, 2015

Soldadura de ranura a tope y en t

Estas soldaduras de ranura pueden transmitir tracción, compresión o corte. El esfuerzo unitario en la garanta de una soldadura a tope se adopta igual al permisible del material en los miembros que se sueldan, para cargas estáticamente aplicadas. En el caso de caras repetidas, se utilizan valores inferiores de tensiones, para evitar la falla por fatiga. La garanta efectiva de una soldadura a tope se define como el menor de los espesores de las planchas que se sueldan.

De igual manera, la resistencia correspondiente al conjunto de las dos planchas del mismo acero e igual ancho, soldadas, será la correspondiente a la plancha de menor espesor, en este caso la 2. Los cordones de soldadura de ranura a tope deben ser de una de acero con resistencia equivalente o superior al del metal base que esta soldando y se debe tener especial cuidado en la preparación de la junta y del soporte durante la operación.

En soldaduras a tope, es igual reducir el metal de aporte sobresaliente de la garganta, utilizando cepillo y posterior esmerilado al ras en la dirección de los esfuerzos, hasta dejar una superficie totalmente lisa. Este procedimiento mejora notablemente la resistencia a la fatiga.

También en solicitaciones en régimen de fatia, se exige que si las dos planchas conectadas tienen diferentes espesor, la transición entre los espesores sea gradual en una longitud L

La unión soldada a tope ofrece mayor resistencia si actúa solo la fuerza axial, especial cuidado se debe tener si actúa únicamente la fuerza 2 cuya dirección es paralela al eje longitudinal de la soldadura. En estados de solicitación biaxial, cuando actúan

simultáneamente las fuerzas, la resistencia de la unión soldada a tope disminuye. Si el estado tensional es triaxial, se evidencia una marcada tendencia a la fractura frágil.

En uniones a tope, es aconsejable comenzar la soldadura comenzando por el centro y depositando el cordón en dirección a los extremos. Con ello se disminuye el estado interno de tensión, permitiendo que la deformación de las placas sea libre hacia los bordes. De acuerdo a la profundidad de la penetración del cordon en la ranura de la soldadura a tope, se distinguen dos grupos:

De penetración completa De penetración parcial

En general, se preparan los bordes cuando se desea penetración completa, con espesores superiores a los 6mm, a continuación se muestran los tipos de soldaduras a tope. Cuando la penetración es parcial, no se aconseja su utilización en régimen de fatia

Grupos de soldadura a tope de acuerdo a la profundidad de la penetración del cordón

Cuando la plancha de respaldo se retira luego de ejecutado el cordón de la soldadura a tope, debe ser de cobre, pues este metal no se adhiere al metal de aporte y su alta conductividad permite una rápida transferencia del calor en exceso, evitando las distorsiones indeseables. Si se desea dejar la plancha de respaldo perdida, se usan las de acero, las cuales quedan permanentemente en el sitio al finalizar el proceso de soldadura.

Por lo general al ejecutar los cordones de ranura de la soldadura a tope, el material de aporte sobresale de la superficie de las placas, y se conocen por cordones con refuerzo, variando este refuerzo entre un 100 y un 150% del tamaño del cordón

Esta protuberancia se debe a que es difícil para el soldador terminar la soldadura a ras de la superficie del metal base, y para lograr una continuidad estéticamente mejorada, se la suele rebajar a posteriori mediante lijado o esmerillado hasta lograr una superficie perfectamente lisa.

No es conveniente, por otra parte, ejecutar cordones muy protuberantes, especialmente en miembros bajo régimen de fatiga, pues se produce en ellos una considerable concentración de esfuerzos por su gran rigidez, lo cual favorece la falla frágil

En general, sin embargo, en miembros bajo carga repetidas, las soldaduras de ranura ofrecen mas resistencia, solidez y capacidad de resistir esfuerzos que las de filete, si bien son más difíciles de ejecutar y exigen una preparación de los bordes más cuidadosa

El diseño de las soldaduras de ranura de penetración completa es un proceso trivial pues el cordón debe tener la misma resistencia que el metal base y las partes conectadas se tratan como perfectamente continuas en la junta.

Con respecto a las soldaduras de ranura de penetración parcial, la resistencia depende de la profundidad de la penetración y su diseño es similar al de las soldaduras de filete

Soldadura de tapa de canal (demostrar que función cumple con ese tipo de soldadura)

Pagina (168) Reimaris- Francis

Soldadura de filete (longitudes mínimas y máximas de los cordones, tamaño máximo y mínimo de los filetes, Soldadura Intermitente de filete)

Pagina (169-174)

Simon – Zulma- Victor

Soldadura de filete

Las soldadura de filete son las de sección trasnversal triangular, que unen la caras o los bordes de dos miembros colocados usualmente en angulo recto, o bien las planchas solapadas. Sus dimensiones quedan definidas por la resistencia requerida, la calidad de los electrodos y el tamaño de las piezas a conectar.

El espesor efectivo de la garganta t, es la perpendicular trazada desde la raíz de la soldadura a la hipotenusa que une los extremos de los lados, que pueden ser iguales o desiguales. En este análisis se tomaran en consideración únicamente los cordones de lados iguales D, los cuales definen el tamaño o espesor nominal de la soldadura.

Los procesos de ejecución de este tipo de codones puede ser:

De arco metálico protegido (proceso SAP) De arco metálico sumergido (proceso SAS)

En el proceso de arco metálico protegido, la garganta efectiva es:

Ts = D √22 = 0.707D

para el proceso de arco metálico sumergido, se adopta:

ts= D para D≤ 10mm

ts = (D √22 ) + 3mm para D¿10mm

Como en la figura siguiente se muestra el cordón realizado con acero metálico sumergido proporciona una mayor penetración que con arco protegido, debido a que esa técnica genera una temperatura mucho mas elevada, por o cual se permite usar en el diseño una garganta mas profunda. En ambos casos sin embargo, las soldaduras de filete son las mas sencillas de realizar que las de ranura, debido a que las tolerancias de ensamble permitidas son mayores.

El área efectiva de la soldadura es el producto de la garganta efectiva ts por la longitud del cordón L, según el esquema C

Ae =ts L

Las soldaduras de filete pueden ser ejecutadas con cordones:

Planos o normales Colmados o excedidos Ligeras o rebajados

Aquí mostramos los diferentes casos. A los fines de diseño, se consideran siempre los cordones como los planos. Las deformaciones unitarias en los extremos del filete son considerablemente mayores que en el centro. Por esta razón, los cordones largos ofrecen mayor resistencia unitaria que los cortos y son mas rígidos, no permitiendo una fácil distribución de tensiones

El comportamiento de las soldaduras de filete depende fundamentalmente de la orientación de los cordones respecto a la carga, y la distancia existente. Los cordones frontales son mas resistentes que los longitudinales, pero menos dúctiles, de modo que es conveniente en toda soldaduras de filete una combinación de los dos, en ambas caras de la unión y simétricamente dispuestos.

La longitud efectiva de una soldadura de filete es la longitus total del cordon, ya sea transversal o longitudinal, en cualquiera de las caras, incluyendo kis remates obligatorios de las esquinas extremas. Cuando el cordon sigue una trayectoria curva, su longitud efectiva será la que resulte verificar los tramos a lo largo del eje de la garganta. Los remates en las esquinas de las planchas con soldaduras de filetes se indician en la siguiente imagen y se reconocen por soldadura de retorno, con una magnitud minima igual a 2D, sin interrumpir los cordones en las esquina.

Estos remates en las esquinas deben realizarse tanto para las soldaduras de filete frontales como laterales. Además, cuando se ejecutan ambas soldaduras, no se deben depositar los cordones en forma continua alrededor del perímetro, sino que se debe interrumpir la secuencia en las esquinas comunes.

longitudes mínimas y máximas de los cordones

la longitud minima de una soldadura resistente de filete, cuyo tamaño nominal es D será:

Lmin = 4D

Si esto no cumple, se adopta como tamaño nominal en el diseño un espesor que no exceda de L/4.

Por ejemplo, si se tiene un cordon de tamaño nomial D= 16mm y por razones de espacio o imposibilidad de prolongar el filete, solo se puede soldar en una longitud L 5.6cm, resulta:

L= 5.6 ¿ 4D = 6.4

Por lo tanto, la resistencia del cordon se caloculara como de tamaño nomial: D= L/4= 5.6/4 = 14mm

En caso de barras planas solicitadas a tarccion y conectadas mediante soldaduras de filete solo longitudinal a lo largo de ambos bordes, la longitud de cada cordon de soldadura no será menor que la distancia perpendicular entre las mismas

La longitud máxima de las soldaduras de filete solicitadas por fuerzas paralelas a la dirección del cordon, no excederá de 70D. en la longitud efectiva se puede suponer una distribución uniforme de esfuerzos.

Por ejemplo, en una soldadura de filete con espesor nominal D = 10mm y de longitud L = 100cm, solo cuando se acepta como longitud efectiva: L = 70cm, mientras el resto del cordón se considera inoperante.

En las uniones solapadas, el sople minimo

5 tmin

Ls =

25mm

La resistencia final de una unión soldada, será la suma de la resistencias parciales de los cordones frontales y longitudinales, suponiendo que ambos tienes igual resistencia unitaria. Esto es debido a que el cordón puede estar cargado en cualquier dirección y soportar el corte, compresión o tracción, pero siempre será más débil por cortante y fallara de esta forma.

tamaño máximo y mínimo de los filetes

el tamaño mínimo de las soldaduras de filete debe ser aquel que permita transmitir las fuerzas de diseño y no menor al de los valores dados en la tabla siguiente. El tamaño mínimo está referido al espesor de la plancha más gruesa a conectar y esto debido a que los espesores gruesos tienen un efecto de enfrentamiento rápido luego de ser soldados, que contrae el cordón, más delgado volviéndolo frágil y proclive a agrietarse.

Para los valores en dicha tabla, usar cordones de un solo pase. D no necesita ser mayor que el espesor de la plancha mas delgada.

Los espesores nominales dados en la tabla anterior permiten asegurar que el área que roda la soldadura soporta calentamientos y enfrentamientos adecuados, que impidan la cristalización o la insuficiente fusión del metal de aporte.

El tamaño nominal efectivo de la soldadura de filete se inicia en la tabla siguiente:

Estos espesores máximos están determinados por exigencias prácticas, especialmente en el caso de uniones solapadas, para no superar el espesor t de los bordes de las planchas.

Definido los espesores Dmin y Dmax los cordones de soldadura de filete, se debe decidir con cual espesor se diseña. En la práctica es común elegir el mayor de los espesores, siempre que no supere el de la plancha más delgada, pues así resulta una cordón de menor longitud.

En las soldaduras entre ala y alma o conexiones similares, el tamaño D de la soldadura o necesita ser mayor al requerido para desarrollar la capacidad del alma.

Soldadura Intermitente de filete

Cuando la resistencia de una soldadura continia sea superior a la requerida, los cordones pueden ejecutarse en forma interrumpida, en segmentos con longitud no menor a 4 veces el espesor nominal D del cordon, ni de menos de 4 cm

Los segmentos pueden colocarse en forma simétrica o alternada, como se muestra. S es el espaciamiento longitudinal entre baricentros de segmentos y p el espaciamiento transversal. Para evitae las distorsiones finales y los esfuerzos residuales en las soldaduras intermitentes, es aconsejable respetar las secuencias de ejecución.

Esta técnica se conoce como avanzar retrocediendo y consiste en saltarse algunos pases y soldar en el orden 1-3-5-2-4-6, etc.

Este efecto de las distorsiones y efectos residuales en las soldaduras intermitentes se puede disminuir mediante el calentamiento de la unión luego de ejecutando el cordon y seguido de un martilleo de los tramos para producir alargamientos locales, que contrarresten la acción posterior contracción.

Por lo general, es mas económico un pase de soldadura delgada continua, que gruesa e intermitente. Además, las soldaduras intermitentes no están permitidas en miembros en régimen de fatiga ni en vigas compactas.

En las soldaduras intermitentes, se deben cumplir: s´ ≥ L´pues de lo contrario, es preferible ejecutar una soldadura. s´ es el es espaciamiento libre longitudinal. Las longitudes y espaciamientos de los cordones intermitentes de soldaduras de filete se indician a continuación:

4 D

L´ ≥ si L´ ¿ 4D se adopta = L´/4

40 mm

En los miembros traccionados se deben cumplir:

1060 tmin√Fy mbase

Entre planchas o planchas con perfiles

S´

30cm

S´ ≤60 cm en perfiles laminados

El espaciamiento libre transversal es:

P´ ≤ 2120 tmin√Fy mbase

Introducción

La construcción en estructuras metálicas debe entenderse como prefabricada por excelencia, lo que significa que los diferentes elementos que componen una estructura deben ensamblarse o unirse de alguna manera que garantice el comportamiento de la estructura según fuera diseñada. Este caso se trata sobre La soldadura es la forma más común de conexión del acero estructural y consiste en unir dos piezas de acero mediante la fusión superficial de las caras en presencia de calor y con o sin aporte de material agregado.

La soldadura es un proceso de unión de materiales en el cual se funden las superficies de contacto de dos (o más) partes mediante la aplicación conveniente de calor o presión, En algunos casos se agrega un material de aporte o relleno para facilitar la fusión, La soldadura proporciona una unión permanente. Las partes soldadas se vuelven una sola unidad otra ventaja es que La unión soldada puede ser más fuerte que los materiales originales, si se usa un metal de relleno que tenga propiedades de resistencia superiores a la de los materiales originales y se emplean las técnicas de soldadura adecuadas; En general, la soldadura es la forma más económica de unir componentes y no se limita al ambiente de fábrica. Puede realizarse en el campo.

Conclusión