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Problemas de Soldadura

Estructuras de Acero Exposicion Noviembre 2012
by antonia margo on 16 November 2012

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Transcript of Problemas de Soldadura

TIPOS DE SOLDADURAS Las soldaduras utilizadas para el acero estructura se clasifican de acuerdo a la forma según su sección transversal, como: filete, ranura, tapón o muesca. Conexiones Soldadas Es un proceso de fabricación por medio del cual se unen partes metálicas a través del calentamiento de sus superficies. Equipo 4 Nallely Castillo.
Antonia Martínez.
Celene Zarate.
Samuel Ramirez.
Ivan Moreno- Soldaduras de filete Tienen una sección transversal triangular y unen dos superficies aproximadamente en ángulos rectos, formados por el traslape o intersección de partes de miembros estructurales. Este tipo de soldaduras son las utilizadas con mayor frecuencia, en particular en cargas ligeras, además son las mas económicas ya que se requiere de poca preparación de material de la placa. TIPOS DE UNIONES La unión es la parte de una superficie en común de los elementos a conectar. DEFINICION Y GEOMETRIA La sección transversal de la soldadura de filete típica es un triangulo recto con piernas iguales, y se define como tamaño de una soldadura de filete al tamaño de la pierna, w. Las soldaduras de filete mas utilizadas aumentan el tamaño 1/16 plg, de 1/8 hasta ½, y en octavos de pulgada para tamaños mayores a ½. Estructuras de Acero Problemas de Soldadura SOLDADURAS DE RANURAS Son soldaduras que se depositan en una separación entre extremos, bordes o superficies adyacentes. Por lo general se utilizan para unir dos partes en el plano ( conexión a tope) pero también se utilizan en conexión en te. Por lo general requieren de una preparación especial del borde, esto es, el maquinado o corte con flama de las partes a unir, con formas apropiadas para facilitar el soldado. Con base en la forma de soldar, esta se clasifica en: cuadradas, biseladas, en V en J y en U. con excepción dela cuadrada, estas se subdividen en: simple y doble. Se utilizan con frecuencia para fabricar trabes armadas, para realizar uniones de patines entre columnas, para conectar patines de vigas a columnas en conexiones FR, y para formar vigas de cajas prefabricadas. Esta es la mas económica para las cargas pesadas, requiere menos metal de aporte. SOLDADURAS DE TAPON O MUESCA Se efectúan al depositar el metal de aporte en aberturas circulares o ranuradas formadas en uno o los dos miembros a unir. Esta soldadura se puede utilizar para transmitir cortante en conexiones traslapadas, para evitar el pandeo de placas andas traslapadas en miembros a compresión y como soldadura de costura unir miembros compuestos. Por lo general se usan para ganar Resistencia adicional cuando no existe espacio suficiente La posición del electrodo con relación a la conexión durante el soldado afecta la facilidad para su ejecución, el tamaño del electrodo elegido, la corriente requerida y el espesor de cada capa de soldadura. Posiciones de Soldado Plana La cara de la soldadura es casi horizontal, y se realice desde arriba de la conexión. En el caso de las ranuras es aproximadamente vertical, en el caso del filete la cara se encuentra por lo regular a 45 de las superficies horizontal y vertical Horizontal Verticales El eje longitudinal es casi vertical, y a soldadura se realiza al mover el electrodo hacia arriba. El eje longitudinal de la soldadura es horizontal, el electrodo es casi vertical y la soldadura se realice desde abajo de la conexión. Longitudinal TRASLAPADAS Las placas a conectar se traslapan una sobre la otra y se sueldan juntas. Por lo general son cortadas con flamas, se pueden unir con facilidad placas con diferentes espesores. En esta unión solo se pueden usar las soldaduras de filete, de tapón y muesca. Por lo general los bordes a conectar deben prepararse de forma especial, y alinearse con mucho cuidado antes de soldarse. Los bordes a unir deben ser del mismo espesor. A TOPE Se utilizan para unir el extremo de una placa a la superficie de otra. Se utilice para fabricar secciones compuestas, se usan para armaduras de filete o de ranura. En ¨T¨ Se utilizan para fabricar secciones de caja rectangular, armadas a partir de placas Esquinas Soldadura Filete El tamaño de la soldadura practica mas pequeña es de 1/8 plg. Aproximadamente, y el tamaño mas económico es tal ves el de 5/16 plg. la soldadura de 5/16 es de manera aproximada el tamaño mas grande que se puede depositar en una sola pasada en el proceso SMAW, y de ½ en el proceso SAW. Las soldaduras mas grandes deben depositarse en múltiples pasadas al colocar un cordón de soldadura sobre la parte superior del anterior. Para evitar la formación de grietas y minimizar la distorsión, las especificaciones establecen un tamaño mínimo, Wmin; En la tabla J2.4 de LRFDS, se muestra los tamaños mínimos en función del espesor de la parte más gruesa a unir. Por ejemplo, si una placa de ½ plg se suelda a una de 7/8 plg , en la tabla J2.4 de LRFDS menciona que el tamaño mínimo permisible de la soldadura es de 5/16. TAMAÑO MINIMO No existe una limitación especifica para el tamaño máximo, algunas veces la disposición de los materiales de la unión limita. Wmax esta determinado por el espesor del borde del miembro al o largo del cual se deposita la soldadura. TAMANO MAXIMO La raíz de una soldadura es el punto en el cual las caras originales de las piezas metálicas se interceptan. TAMAÑO DE LA GARGANTA En las soldaduras de filete realizadas por el proceso SAW, tienen mayor penetración en el material base que las del proceso SMAW, por lo tanto, para SAW, la garganta se extiende mas allá de la raíz, dentro del material base, y define la garganta de penetración profunda. SAW Es un proceso de soldadura por arco eléctrico que usa un arco entre el electrodo y el charco de soldadura. El arco y el metal fundido son protegidos por una capa de fundente granular sobre el área de soldadura. El proceso no requiere presión y el material de aporte es el alambre (o alambres) el cual es el que hace el arco o se puede alimentar por otra fuente suplementaria. La soldadura por arco sumergido es un proceso de producción versátil capaz de soldar con corriente hasta 2000A en CA y CC. soldadura por arco sumergido SMAW soldadura por electrodo revestido Emplea el paso de un arco eléctrico a través de un electrodo metálico y el material a soldar. Este arco eléctrico produce el calor necesario para fundir el material base y al aporte originándose la mezcla de ambos en estado liquido que al solidificarse formarán el cordón de soldadura. Como todos los metales al calentarse es más fácil que se oxiden por lo cual a este electrodo se le coloca un revestimiento químico el cual dará propiedades específicas a la soldadura y formará una nube protectora contra el medio ambiente. Al solidificarse el fundente este protegerá al metal sólido de enfriamientos bruscos, así como contaminaciones por absorción de gases. Pruebas en soldaduras de filete, que utilizan electrodos igualados, han mostrado que la soldadura falla a través de su garganta efectiva antes que falle el material a lo largo de la pierna. Para una soldadura de filete de piernas iguales, el tamaño w, aplicada mediante el proceso de arco protegido (SMAW) , el espesor efectivo de la garganta, iguala a la garganta normal. Mediante el proceso de arco sumergido (SAW), el espeso efectivo de la garganta te iguala a la garganta de penetración profunda y puede considerarse como igual al tamaño de la pierna, w, para soldaduras de 3/8 plg y menores. De ahí que, para tamaños de soldadura mayores a 3/8 plg, el espesor efectivo de garganta es igual a la garganta teórica, mas de .11plg. Cuando se inicia y termina una soldadura de filete, pequeñas secciones cercanas a los extremos no son totalmente efectivas, esto debido a los cráteres y concentraciones de esfuerzos. LONGITUD DE SOLDADURA TOTAL EFECTIVA Es la distancia desde el cráter que se encuentra en el borde de inicio hasta el cráter que se encuentra en el borde de terminación. Lw, es la distancia extremo a extremo de todo el filete, medido de forma paralela a su linea de raíz. Por lo tanto la longitud efectiva se considera como, la longitud total menos dos veces su tamaño nominal de la soldadura, para considerar los cráteres. LW = Lg – 2W Por ejemplo, la longitud mas corta de una soldadura de filete de 1/4 plg que se permite considerar para transmitir carga es de 1plg. Arquitectura En el caso de las soldaduras de filete curvas, la longitud efectiva es igual a la longitud de la garganta, medida a lo largo de la línea que biseca el área de la garganta. La longitud efectiva de uan soldadura de filete diseñada para transferir una fuerza no puede ser menor a cuatro veces el tamaño nominal. En caso contrario, el tamaño efectivo de la pierna W(subíndice e) de la soldadura filete debe considerarse igual a ¼ de la longitud real, L(subíndice w). Esto es: Lw Lwmin = 4w ó We= Lw/4 Se determina de acuerdo con las secciones J2, J4 y J5 del LRFDS, según sea el caso. Deben verificarse dos estados limite , a saber el estado limite de resistencia del metal de aportación y estado limite de resistencia del metal base. Resistencia de diseño de las soldaduras Donde: lg= longitude total de una soldadura de filete
W= tamaño de la pierna de la soldadura de filete
Lw= longitu efectiva de la soldadura de filete
Donde:
Rdw:resistencia de diseño de la soldadura que corresponde al estado limite de falla del metal de aportación
Aw: área efectiva de la sección transversal de la soldadura
: factor de resistencia
Fw: resistencia nominal del material del electrodo
La resistencia de diseño del metal de soldadura es:

Rdw= Fw Aw

Donde:
RbdM; resistencia de diseño de la soldadura que corresponda al estado limite de falla del material base
: factor de resistencia
ABM: área de la sección transversal del material base
FBM: resistencia nominal del material base
RdbM= FBM ABM La resistencia de diseño del material base es: La resistencia del diseño de soldadura esta dada por:
Rd= mín (Rdw RdBM)
P P PL 3/4¨x14¨ 7/16¨ 8¨ 10¨ Determinar la resistencia de diseño de la conexión mostrada si Fy=50 ksi y se usan electrodos E70. Los filetes de 7/16¨ con el proceso SMAW.
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