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CONEXCIONES SOLDADAS

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MATERIAL ACADEMICO

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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