Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Prof. Oscar González R. SOLDADURA Departamento de Mecánica MC4131: Diseño de Máquinas I Prof. Oscar González R. SOLDADURA El concepto: Es la unión de dos o más piezas de iguales o diferentes materiales mediante enlaces atómicos Enlaces atómicos: • Covalentes • Iónicos • Metálicos • Van der Waals Intensidad decreciente Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) • Arco eléctrico Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) • Arco eléctrico • Plasma Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) • Arco eléctrico • Plasma • Laser Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) • Arco eléctrico • Plasma • Laser • Haz de electrones Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) • Arco eléctrico • Plasma • Laser • Haz de electrones Por deformación mas fusión • Forja Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) • Arco eléctrico • Plasma • Laser • Haz de electrones Por deformación mas fusión • Forja • Resistencia eléctrica Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) • Arco eléctrico • Plasma • Laser • Haz de electrones Por deformación mas fusión • Forja • Resistencia eléctrica Prof. Oscar González R. SOLDADURA Objetivo práctico de la soldadura de metales: Para el logro de los enlaces atómicos en metales por soldadura, es preciso remover la capa de óxido que existe en las superficies para lograr que los átomos superficiales en las áreas de unión no estén totalmente saturados en sus enlaces CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 1.- Según la forma de eliminar el óxido superficial Por deformación: • En frío • Ultrasonido Por fusión • Gas (acetileno) • Arco eléctrico • Plasma • Laser • Haz de electrones Por deformación mas fusión • Forja • Resistencia eléctrica • Fricción Prof. Oscar González R. SOLDADURA CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 2.- Según el aporte • Autógenas No hay material de aporte • Homogéneas Material de aporte = material base • Heterogéneas Material de aporte y/o materiales base diferentes Prof. Oscar González R. SOLDADURA CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 3.- Según la posición de ejecución de la soldadura • Planas • Horizontales Verticales Descendentes Ascendentes • Sobre la cabeza Prof. Oscar González R. SOLDADURA CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 4.- Según la geometría • A tope (Butt weld) No biseladas Biseladas (biseles en V, Y, X, K, J, etc) • Angulares (fillet weld) • A solapa (Lap weld) • De extremo (edge/corner weld) Prof. Oscar González R. SOLDADURA CLASIFICACIÓN DE LAS SOLDADURAS 5.- Según la ubicación de la línea de acción de la carga aplicada • Cargas concéntricas Si la línea de acción de la carga aplicada pasa por el Centro Geométrico del cordón de soldadura • Cargas excéntricas Si la línea de acción de la carga NO pasa por el Centro Geométrico del cordón de soldadura Prof. Oscar González R. SOLDADURA Prof. Oscar González R. DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO PARTES DE UNA SOLDADURA Prof. Oscar González R. DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejemplo N°1: Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a tope con carga concéntrica transversal: soldA F adm hl F . soldSy b h soldSyl F h . . min Sysold implica conocer la resistenciaa fluencia del material de aporte del electrodo Normalmente, Sysold > Symat base Prof. Oscar González R. DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejemplo N°2: Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a solapa con carga concéntrica transversal: 45° t h ζmax hht .707,0. 2 2 cortesoldA F . adm lh F ..707,0 soldadm Sy.3,0 AISC Sysold implica conocer la resistencia a fluencia del material de aporte del electrodo Normalmente, Sysold > Symat base Conservadoramente, toda soldadura a filete se verifica a corte Prof. Oscar González R. DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejemplo N° 3 Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a solapa con carga concéntrica paralela hht .707,0. 2 2 cortesoldA F . adm lh F )..707,0.(2 Sysold implica conocer la resistencia a fluencia del material de aporte del electrodo Normalmente, Sysold > Symat base F F F F h l DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejemplo N° 4 Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a filete con carga EXCÉNTRICA z x y Vx Vz Vy Mz Estrategia de solución: 1. Se propone una geometría del cordón de soldadura 2. Se calcula el Centro Geométrico del cordón de soldadura propuesto 3. Se “trasladan” todas las cargas al Centro Geométrico del cordón de soldadura (“trasladar” significa hallar las cargas estáticamente equivalentes ubicadas en el C.G.) Vz Mz Vx Vy Mx My DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejemplo N° 4 Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a filete con carga EXCÉNTRICA z x y Vx Vz Vy Mz Estrategia de solución: 4. Se determinan (por inspección validada por cálculos), los posibles puntos críticos del cordón de soldadura Vz Mz Vx Vy Mx My DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejemplo N° 4 Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a filete con carga EXCÉNTRICA z x y Vx Vz Vy Mz Estrategia de solución: 5. Se calculan los esfuerzos que generan las cargas trasladadas sobre el cordón de soldadura Vz Mz Vx Vy Mx My Por tratarse de una soldadura a filete, las CARGAS DIRECTAS Vx, Vy y Vz generan esfuerzos cortantes “primarios” τ’x, τ’y, τ’z sold x x A V ' sold y y A V ' sold z z A V DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejemplo N° 4 Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a filete con carga EXCÉNTRICA z x y Vx Vz Vy Mz Estrategia de solución: 4. Se calculan los esfuerzos que generan las cargas trasladadas sobre el cordón de soldadura Vz Mz Vx Vy Mx My Los MOMENTOS Mx, My y Mz generan esfuerzos cortantes “secundarios” τ’’x, τ’’y, τ’’z sold z x J yM .'' sold z y J xM .'' sold y sold x z Iy xM Ix yM ..'' DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejemplo N° 4 Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a filete con carga EXCÉNTRICA sold z sold x xxx J yM A V .''' sold z sold y yyy J xM A V .''' sold y sold x sold z zzz Iy xM Ix yM A V ..''' 222 zyx adm Esfuerzo cortante total: DISEÑO A RESISTENCIA DE SOLDADURAS POR ARCO ELÉCTRICO Ejercidcio Resistencia de una unión soldada por arco eléctrico a filete con carga EXCÉNTRICA 1 5 0 20kN Se desea diseñar la unión soldada por arco eléctrico entre una cartela de lámina de acero AISI 1020 de ½” de espesor y una columna de perfil de acero W16x31 Prof. Oscar González R. SOLDADURA
Compartir