7/26/2019 Supervisic3b3n de Estructuras de Acero

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Supervisin de estructuras de acero

Capitulo 1.-Introduccin.

1.1.-Importacia de la Soldadura.

Actualmente todo lo hecho de metal por lo general se encuentra soldado, debidoa que la soldadura es el mtodo ms efica ! el "nico posible para unir dos o ms pieasmetlicas para que estas traba#en como un solo elemento, adems de ser el mseconmico !a que reduce los gastos e$cedentes por los traba#os requeridos por losmtodos de pernos o remaches. %ebido a esto, el dise&ador puede disminuir el peso dede su dise&o reduciendo el espesor del metal, logrando una fle$ibilidad ! libertad que noes posible si los dise&os estructurales elaborados a base de metales se constru!eran a

base de pieas de fundicin.'n un traba#o de soldadura se depositan aleaciones especiales sobre los metales

bsicos proporcionando superficies resistentes a la corrosin ! soldando se puedenhacer recubrimientos que endurecen la superficie para proporcionar a ciertas aleacionesespeciales resistencia al desgaste( por lo que soldar es un arte que se ha )uelto bastantecomple#o ! tcnico, lo que hace que se requiera de un conocimiento cada )e msamplio ! especifico que nos a!ude a seleccionar el proceso adecuado para el tipo desoldadura ! elemento metlico que se desee soldar. 's por esto que la soldadura tienecomo todo elemento una serie de )enta#as ! des)enta#as, las cuales se relacionan acontinuacin.

Ventajas %es)enta#as

1.-*etodo de unin ms econmico. 1.-Algunos procesos de soldaduradependen del factor humano.+.-educcin en el peso, por una me#orutiliacin de los materiales.

+.-recuentemente requieren desuper)isin interna.

.-/ne todos los materiales comerciales.0.-uede usarse en cualquier parte.2.-roporciona le$ibilidad en el dise&o.

or lo general las des)enta#as pueden ser sol)entadas cuando se tienen uncontrol de calidad adecuado durante la super)isin de la soldadura, moti)o por el cuales un proceso importante de manufactura que a!uda a lograr productos metlicos de altacalidad a un ba#o costo.

1.+.-Aplicaciones de la soldadura.

%ebido a las propiedades f3sicas ! mecnicas de los metales, estos pueden serunidos mediante uno u otro proceso de soldadura, as3 como la disponibilidad ! el precio

pueden determinar si un metal puede ser usado en aplicaciones que requieran unproceso de soldadura.

4omando como base las diferentes propiedades, los tipos ! aleaciones de los

metales ! aceros, que son utiliados en di)ersas ramas de la industria, estos se pueden

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clasificar mediante el tipo de proceso de soldadura requerido por cada uno como semuestra en la tabla 1.

4abla 1.-*etales soldados por di)ersos mtodos.

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A5 ecomendado fcilmente soldable 65 Aceptable soldable con precaucionesC5 osiblemente utiliable o dif3cil de soldar 785 7o recomendable no soldable

4odos los metales pueden soldarse, algunos fcilmente que otros, a estacaracter3stica o capacidad de soldabilidad se define como5 9Capacidad de los materiales

para ser soldados ba#o condiciones impuestas de fabricacin, para formar una estructuraespecifica ! con)enientemente dise&ada, prestando satisfactoriamente el ser)icio

pretendido:( es por estas circunstancias que la industria de la soldadura ha desarrollado

materiales para unir metales ! aleaciones diferentes conocidos como metales de aporte;metal que )a a&adirse en la elaboracin de una #unta de soldadura

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#unta de soldadura ! proporcionan uniones tan fuertes como la del metal que se estsoldando.

1..-ersonal in)olucrado en soldadura.

'n soldadura se )en in)olucrados diferentes tipos de personas, las cuales tienenasignado una funcin espec3fica para este proceso, por lo que a continuacin se realia

un comparati)o de cada personal in)olucrado.

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1.0.-equerimentos generales de un inspector.

/n inspector debe de ser una persona capacitada para realiar esta funcin por loque debe de tener ciertas caracter3sticas fundamentales que son las siguientes5

1< =ticos5a< Integridad.b< Actitud profesional.c< >onestidad.d< esponsabilidad.

+< Conocimientos5a< %e soldadura ! procesos.

b< 4erminolog3a.c< %ibu#os ! especificaciones.

< 3sicos.

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0< >abilidades5a< 8rden ! constancia.

b< '$periencia.c< Comunicacin.

Capitulo +.- *etalurgia de la soldadura.+.1.- %efinicin de metalurgia.

?a metalurgia es el con#unto de procedimientos ! tcnicas de e$traccin,elaboracin ! tratamiento de los metales ! sus aleaciones.

+.+.- *icro estructura de los metales.

Cada metal tiene una estructura cristalina diferente, ! sus propiedades dependen

de cada una de estas estructuras. Algunos metales como el hierro, presentan algunaestructura cristalina o fase solida a temperatura ambiente ! otras fases solidas atemperaturas ele)adas, por lo que a estos cambios se les conoce como alotrop3a( pero enlo general las estructuras cristalinas ms comunes son las que a continuacin semencionan.

'structura cristalina 6CC ;C"bico de cuerpo centradoC ;>e$agonal compacto

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?os cambios de fase se pueden relacionar con la composicin de la aleacin ! latemperatura se encuentran en equilibrio, ! se muestran sobre un diagrama denominadodiagrama de fase, por lo que mediante estos diagramas es posible determinar la fase enque estn ! el porcenta#e de cada una, basndose en la composicin de la aleacin acualquier temperatura especificada.

+.2.-Constitu!entes microestructurales de los aceros.

?a micro estructura es responsable de las propiedades de la aleacin ! se )eafectada por la composicin o contenido de elementos aleantes, por las operaciones dedeformacin mecnica ! por los tratamientos trmicos.

+.@.-%iagrama >ierro-Carbono

+..-Soldaduras.

'l tipo de proceso de soldadura determina la forma en la que sucedern loscambios de temperatura, dimensiones, crecimiento de cristales ! granos, transformacinde fases, entre otras. or lo que la )elocidad de enfriamiento ! templado est controlada

por el proceso, procedimiento, metal ! masa, ocasionando que el ritmo de cambiodisminu!a o incremente dependiendo de la distancia desde el centro de la soldadura, loque producir diferentes tipos de micro estructuras.

A medida que el metal de la soldadura se deposita sobre el metal base, parte deeste se funde ! se mecla con el metal de soldadura, pero en el caso de que la

composicin del metal de aporte depositado ! del metal base sean idnticas, habr una)ariacin de la composicin del metal en la superficie de separacin, generandodiferentes tipos de micro estructuras. 'l rea entre la superficie de separacin del metalde soldadura depositado, hasta el metal base lo suficientemente le#os se conoce como9ona afectada por el calor ;>AB

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+< 'l dise&o de la soldadura es adecuado para el uso que se pretende.

?a unin de a soldadura que se requiere tiene que tener fuera uniforme,ductibilidad, resistencia a los esfueros continuos, resistencia a la corrosin en lasoldadura ! la ona afectada por el calor ! del material ad!acente. ?a soldadura tambin

puede incluir defectos como porosidad, grietas e inclusiones de escoria( los cuatroprincipales factores que afectan a la fractura de la ona afectada por el calor son5

'l espesor del metal base ! el tipo de soldadura. ?a composicin del metal base. 'l proceso de soldadura ! el tipo de metal de aporte. 'l calor de entrada ! las temperaturas de calentamiento pre)io.

?os dos factores mas importantes para la soldabilidad son la capacidad deendurecimiento ! la susceptibilidad a las fracturas de la estructura endurecida, las cuales

pueden incrementarse utiliando un contenido de carbono ms alto ! de aleacin.

'$isten cinco clases diferentes de aceros para construccin, dependiendo de sison o no endurecibles ! de la naturalea de la estructura endurecida, las cuales son5

1< Aceros sua)es no endurecibles ! de carbono ba#o.+< 6a#a capacidad de endurecimiento con poca susceptibilidad a las fracturas cuando se

endurecen, o aceros de ba#a aleacin con equi)alente de carbono de no mas de unm$imo de E.+EF.

< 6a#a capacidad de endurecimiento con bastante susceptibilidad a las fracturas

cuando se endurece, normalmente aceros al manganeso carbono, con menos de unE.+2F de carbono ! no ms de 1F de manganeso.0< Aceros con alta capacidad de endurecimiento ! ba#a susceptibilidad a la fractura

cuando se endurecen. 'sto inclu!e a la ma!or3a de los aceros de carbono ba#o conba#a aleacin ! alta resistencia generalmente con un carbono de menos de E.12F, unmanganeso hasta del 1.2F, niquel asta de 1.2F, cromo al E.+2F, molibdeno hastade E.+2F ! )anadio hasta de E.+EF.

2< Aceros altamente endurecibles con alta susceptibilidad a las fracturas cuando seendurecen. 'sto incluir a los aceros de aleacin con un carbono que no e$cediesedel E.+2F pero con aleaciones.

+.G.- Heneralidades sobre los tratamientos trmicos de los aceros.

Cabe mencionar que algunos tratamientos trmicos son aplicables a los metales,! tambin son aplicados al con#unto soldado despus de terminado el traba#o desoldadura para conferirle propiedades mecnicas espec3ficas.

?os tratamientos trmicos bsicos que el inspector de soldadura debe de conocer! mane#ar son5

ecocido. 7ormaliado.

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4emplado. e)enido. recalentamiento. ostcalentamiento. e)elado de esfueros trmicamente.

Capitulo .-ropiedades de los metales.

.1.- ropiedades f3sicas.

*uchas propiedades f3sicas ! mecnicas determinan si los metales se puedensoldar ! de qu manera, as3 como la forma en que estos se comportaran durante su uso,

por lo que las propiedades f3sicas de los metales son las que se mencionan acontinuacin5

Color. unto de fusin. unto de ebullicin. Conducti)idad trmica. Calor especifico. %ilatacin. Conducti)idad elctrica.

.+.- ropiedades mecnicas.

*uchas propiedades f3sicas ! mecnicas determinan si los metales se puedensoldar ! de qu manera, as3 como la forma en que estos se comportaran durante su uso,

por lo que las propiedades mecnicas de los metales son las que se mencionan acontinuacin5

%uctibilidad.

educcin del rea. %urea. esistencia al impacto

..- 'specificaciones de metales ! clasificacin de aceros.

'$isten muchas ! diferentes formas en las que los metales se identifican ! seespecifican, las cuales pueden ser desde nacionales, de sociedades profesionales,asociaciones comerciales hasta nombres de metales espec3ficos.

ASTM

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?a norma AS4* ;American Societ! for 4esting and *aterials< no especifica lacomposicin directamente, sino que ms bien determina la aplicacin o su mbito deempleo. or tanto, no e$iste una relacin directa ! biun3)oca con las normas decomposicin.

'l esquema general que esta norma emplea para la numeracin de los aceros es5

YXX donde,

Yes la primera letra de la norma que indica el grupo de aplicacin seg"n la siguientelista5

A5 si se trata de especificaciones para aceros(

65 especificaciones para no ferrosos(

C5 especificaciones para hormign, estructuras ci)iles(

%5 especificaciones para qu3micos, as3 como para aceites, pinturas, etc.

'5 si se trata de mtodos de ensa!os(

8tros...

'#emplos5

A36:especificacin para aceros estructurales al carbono(

A285:especificacin para aceros al carbono de ba#a e intermedia resistencia para uso enplanchas de recipientes a presin(

A325:especificacin para pernos estructurales de acero con tratamiento trmico ! unaresistencia a la traccin m3nima de 1+E1E2 Jsi(

A514:especificacin para planchas aleadas de acero templadas ! re)enidas con altaresistencia a la traccin, adecuadas para soldar(

A continuacin se ad#unta una tabla con las caracter3sticas de los aceros que son ms

comunes, seg"n esta norma5

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Se!n A"S"

?a norma AISI ;American Iron and Steel Institute < utilia un esquema general pararealiar la especificacin de los aceros mediante 0 n"meros5

A"S" #YXX

Adems de los n"meros anteriores, las especificaciones AISI pueden incluir un prefi#omediante letras para indicar el proceso de manufactura. %ecir que las especificacionesSA' emplean las mismas designaciones numricas que las AISI, pero eliminando todoslos prefi#os literales.

'l significado de los anteriores campos de numeracin es la siguiente5

XXindica el tanto por ciento ;F< en contenido de carbono ;C< multiplicado por 1EE(

Yindica, para el caso de aceros de aleacin simple, el porcenta#e apro$imado delelemento predominante de aleacin(

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#indica el tipo de acero ;o aleacinorno elctrico-bsico

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* A"S" 1+45:

15 acero corriente u ordinario( E5 no aleado( 025 E.02 F en C.

* A"S" 3215:

5 acero al 73quel-Cromo( +5 contenido del 1.@F de 7i, 1.2F de Cr( 125 contenido delE.12F de carbono ;C

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+MM5 6ase Cr, 7i, *n. 6a#o carbono.

'#emplos5 AISI E+, AISI E0, AISI 1@, AISI E, AISI +E+.

ara los aceros para herramientas, la norma AISI ha formulado cdigos espec3ficos

seg"n la siguiente tabla5&odiicacin de Aceros para %erra/ientas se!n A"S"

Hrupo S3mbolo %escripcin

Alta )elocidad ;rpidos< 4 6ase 4ugsteno ;FD5 11.2-1G