413773514-soldadura-de-filete

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Una sección T de acero ASTM
36 rolado en caliente en
ambas piernas de 0.5 in de
espesor por 4 in de ancho,
como se muestra en la figura
12-11). Se va a soldar en
filete en ambos lados.
Determine el tamaño t
requerido de la garganta de
la soldadura
Se proporciona: La T está cargada estáticamente a
la tensión en el centro de la membrana P=16800 lb
aplicada en el orificio de 1 in de diámetro. En la
tabla 12-3 se muestran las resistencias de los aceros
ASTM.
Suposiciones: Se utiliza un electrodo de material
con resistencia semejante y las soldaduras corren a
todo el ancho de las piezas. La soldadura está
cargada directamente y fallará al cortante a lo largo
de un plano de 45° en la garganta.
1.La tabla 12-3 proporciona la resistencia
a la tensión de este material como 58-80
kpsi. Seleccione un electrodo con
aproximadamente la misma resistencia,
como el promedio de la resistencia del
material. Los electrodos tienen
incrementos de 10 kpsi y el más cercano
disponible es un E70 con 70 kpsi de
resistencia a la tensión. (Los electrodos
E60xx actualmente se consideran
obsoletos.)
2.Determine la resistencia permisible con
base en el 30% del valor Exx de este
elec- trodo, mediante la ecuación 12.1.
SOLUCIÓN
12
(a)
Tpermisible = 0.30Exx = 0.30(70) = 21 kpsi
3. Calcule el área cortante necesaria en la garganta para limitar el esfuerzo a este valor.
xy permisible
cortante
Acortante Acortante
A
16 800
21000
T = T = 21 kpsi =
P
=
=
16 800
= 0.8 in2 (b)
4. Determine la dimensión de la garganta de las dos soldaduras de filete de longitud 
completa (una sobre cada lado de la junta), que proporcionará el área requerida.
Acortante = 2 Lt = 2(4)t = 0.8 in
2
t = 0.1 in (c)
5. Convierta esta dimensión t de la garganta al ancho de pierna w, suponiendo un filete 
de pierna igual en la junta T de 90.
(d)
t 0.1 w = = = 0.141 in
cos(45o) 0.707
6. Verifique lo anterior contra el tamaño mínimo recomendado de soldadura para este
espesor de la pieza. La tabla 12-2 indica que una parte de 0.5 in de espesor necesita,
por lo menos, una soldadura con un ancho de pierna igual a 3/16 in, de modo que se
incrementa el ancho de pierna de la soldadura a 0.187 in.
7. Ahora verifique si la pieza fallará en el metal base fundido. Existen dos áreas de
interés: las áreas entre las soldaduras y la base, identificadas como áreas ‘A’, las
cuales están en tensión, y las áreas entre las soldaduras y la membrana, identi-
ficadas como áreas ‘B’, las cuales están sometidas a cortante. Puesto que ambas
tienen la misma área total y la resistencia al cortante del metal base es aproxima-
damente la mitad de su resistencia a la tensión, sólo se necesita verificar las áreas
al cortante ‘B’ contra falla. La resistencia mínima a la fluencia por tensión del
material en la tabla 12-3 es de 36 kpsi.
Txy
xy
Afusión
Ssy
Nfluencia = T
=
= 
P
= 
P 
=
16 800
= 11 230psi
20 772
2Lw 2(4)(0.187)
36 000(0.577)
11 230
= = 1.85 (e)
11 230
FIGURA 12-11
Ejemplos 12-1 y 12-2
VistaA-A
w ancho de
pierna
t
garganta
base
áreas 'A'
P/2
L = 4"
P
0.5"
0.5"
A
A
soldadura 
de filete
P/2 
áreas 'B'
membrana
Esto es aceptable, sobre todo porque la
resistencia a la fluencia es un valor
mínimo garantizado.
8. Verifique la resistencia de la parte contra
falla por tensión, a través de la sección en
la línea central del orificio de 1 in de
diámetro.
La pieza es segura contra la fluencia por
tensión en el orificio y contra falla en la
soldadura, lo cual limita el diseño. Para
completar el diseño, se necesita revisar la
falla por barrido y por contacto en el
orificio.
𝜎𝑋 =
𝑃
𝐴
=
16800
ሻ3(0.5
= 11200 𝑝𝑠𝑖
𝑁𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝑆𝑦
𝜎𝑋
=
36000
11200
= 3.2