CONEXIONESSOLDADASDESARROLLO HISTRICOLa soldadura es el mtodo
para unir dos o ms piezas de metal calentndolas hasta que estn en
estado pastoso, empleando o no presin. Se han encontrado objetos de
arte que datan desde la poca de los egipcios (3000 A.C), en que se
ve que las uniones se han realizado fusionando el metal.PROCESOS
BSICOSLa soldadura se origina por la fusin de metales que se
calientan para unirse y formar un solo material, procurando que no
se oxide con la atmosfera. La fuente de calor es la energa elctrica
del arco elctrico, y se le denomina soldadura al arco. Las piezas
deben tener un espesor de ms de 2 mm, para que no se QUEMEN.
Proceso de soldadura al acero con electrodo protegidoEs el proceso
ms antiguo y el ms simple. El calor derrite la varilla protegida
que es de acero con un recubrimiento que rodea al electrodo; este
recubrimiento origina al quemarse alrededor del material recin
depositado, una atmosfera de gas rico en CO que impide el paso del
xido hacia la soldadura, formando CO2Proceso de soldadura al acero
sumergidoEn este caso el electrodo es una varilla desnuda continua
de acero. El arco se efecta dentro de una capa de fundente que es
un polvo inerte que se asla la soldadura de la atmosfera para que
se oxide. Este polvo se retira con una aspiradora y se guarda para
otra ocasin.VENTAJAS Y DESVENTAJASVENTAJASEl empleo de conexiones
soldadas en vez de atornilladas o remachadas permite un ahorro de
material (hasta de un 15%). La soldadura permite una gran variedad
de conexiones, cosa que no se puede con remaches o tornillos. Las
conexiones soldadas son ms rgidas que las dems, lo cual permite una
verdadera continuidad en la transmisin de elementos mecnicos entre
miembros. Debido a la mayor resistencia del metal de aportacin las
conexiones soldadas permiten una gran resistencia a la fatiga.
DESVENTAJASLas conexiones rgidas puede no ser ptimas en el diseo.
La revisin de las conexiones soldadas no es muy sencillo con
respecto al resto. La creencia de la baja resistencia a la fatiga
en conexiones soldadas SOLDABILIDAD DE LOS ACEROSLa soldabilidad es
la propiedad del acero para lograr soldaduras libres de problemasA
continuacin se da la composicin qumica de los aceros al carbono que
tienen que ver con la soldabilidad del acero.Tipos de juntas
soldadasJuntas a tope: sirven para dar continuidad a dos Juntas
traslapadas: sirven para que dos piezas se unan a travs de sus
costadosEjemplos de juntas traslapadasSoldaduras ancladasConectan
dos piezas que se encuentran en el mismo plano. Muchas veces
transmiten la fuerza total de una pieza a la otra, por lo que deben
ser reparadas mediante biseles o canaletasTipos de soldaduras de
penetracin totalEstas soldaduras requieren precisin en los
alineamientos de las piezas, Los esfuerzos que trasmiten son
directosSoldaduras de fileteSon llamadas tambin soldaduras de
ngulos porque son especiales para conectar perfiles ngulos con
planchas Soldaduras de tarugoSon adecuadas para prevenir que las
piezas en la conexin se distorsionen entre cordones muy
separadosLimitaciones en tamaos y longitudes de soldadura de
filetesSe trata de las conexiones con soldaduras de filete que sean
capaces de tener las resistencias de diseo que se tratan
despus.TAMAO DE SOLDADURA Y CORDNTamao mnimo y mximo de la
soldaduraCuando el espesor del borde es menor o igual a ,el espesor
mximo puede ser Ws=1/4 (6.4mm9Cuando el espesor del borde es mayor
de . El mximo tamao de la soldadura podr ser igual al espesor de la
pieza menos 1/16 (1.5mm)Longitud mnima de un cordn:La longitud ls
del cordn no ser menor que 4 veces el tamao de la soldadura.
Asimismo no menor a la distancia b que los separa. Habr un retorno
de 2Ws. Tambin la longitud de traslape no ser menor a 5TREAS
EFECTIVAS EN LAS SOLDADURASPara soldaduras ancladas de penetracin
total: la garanta ser el espesor de la pieza menos gruesa unida
Para las soldaduras ancladas de penetracin parcial: el espesor
efectivo a considerar ser el indicado de las figurasPara las
soldaduras de filete: considerando la idealizacin de la seccin en
un tringulo issceles,la garganta (dimensin critica) seta Te=
(0.707Ws) para soldaduras de arco con electrodos protegidos.En
cambio en el caso de soldadura de arco sumergido, tomando en cuenta
la mejor calidad de las mismas se considera:Soldaduras con Ws 3/8
(9.5mm): la garganta Te ser 0.707Ws + 0.11(2.5mm)Para las
soldaduras de ranura o tarugo: se considera en rea de la seccin
transversal de la soldaduraRESISTENCIANOMINAL DE LAS
SOLDADURASResistencia nominalde las soldaduras ancladas: RnwSe
considera que la resistencia de las soldaduras acanaladas es igual
a la resistencia del rea efectiva de las soldaduras que se unen.el
electrodo deber tener una resistencia que se compare con la
resistencia de las piezas unidas.Rnw=Te.Fy para traccin o
compresinRnw=Te(0.60Fy)para corteResistencia Nominal de las
soldaduras de filete: RnwLa Resistencia Rnw de una soldadura de
filete por unidad de longitud (por una pulgada, si se trata de
unidades inglesas) se basa en la suposicin de que la falla de la
soldadura es por corte en su seccin crtica (rea efectiva) o si no
por corte en el rea de contacto entre el cordn y el material
base.Rnw= Te (0.60 Fexx) para el metal de soldadura.Rnw= ws (0.60
Fy) para el metal base.En principio la soldaduras deben tener
suficiente material del electrodo adecuado para transmitir todas
las cargas que se le imponganSegun Mtodo de diseo LRFD, se tiene:f
Rn gi 1QiDonde: f =Factor de resistencia;Rn = Rnw Resistencia
nominal, por lo que f Rnw = Resistencia de Diseo.gi 2 = Factor de
mayorizacin;Qi =Efectos de las cargas aplicadas, por lo que gi 3Qi
son los efectos factorizados de las cargas Ru.Entonces, se deber
tener: f Rnw RuDonde Ru = Carga factorizada por unidad de longitud
en la unin soldada.Soldadura acanalada1. Traccin o compresin
perpendicular al rea efectiva y traccin paralela al eje de la
soldadura: Eficiencia = 100%f Rnw = 0.90 Te Fy, para el material
base.f Rnw = 0.90 Te Fyw, para la soldadura.2. Corte en el rea
efectiva: Eficiencia = 100%f Rnw = 0.90 Tesy 4,= 0.90 Te (0.60Fy),
para el metal basef Rnw = 0.80 Te (0.60Feex), para la
soldaduraESPECIFICACIONES AISC-LRFD PARA SOLDADURASSoldadura de
fileteLa soldadura se basa en la resistencia al corte a travs de la
garganta de la misma:f Rnw = 0.75 Te(0.60Fexx) para la soldadura, y
no menor de la resistencia a la fractura del metal base
adyacente:Rnw = 0.75 ws(0.60Fu)Te= dimensin de la gargantaWs= tamao
de la soldaduraResistencia a la fractura de la soldadura.Fu
=Resistencia a la fractura del metal base.ELECTRODO
PROTEGIDOELECTRODO SUMERGIDO
