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Uniones Soldadas

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Estructuras Metalicas. Uniones por soldeo

Text of Uniones Soldadas

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    ~=TK=Orkflkbp=plia^a^p

    OPENCOURSEWAREINGENIERIA CIVIL

    I.T. Obras Pblicas / Ing. Caminos

    LuisBan BlzquezProfesorColaboradorFranciscodeBorjaVaronaMoyaProfesorResponsabledelaAsignaturaDpto.deIng.delaConstruccin

    Conocerlasventajaseinconvenientes delasunionessoldadas

    Conocerlosdiferentesprocedimientosyclasesdesoldadura existentes

    Calcular ycomprobaradecuadamente lostiposmshabitualesdesoldadura

    Conocerlosprocedimientosdecontroldecalidad delasunionessoldadas

    Analizarloscasos deunionessoldadastpicasenestructurasmetlicas

    l_gbqfslp

  • pgina 2

    1. Generalidades2. Procedimientosdesoldeo3. Tiposdesoldaduraestructural4. Cordonesdesoldadura5. Procedimientosdeclculo6. Tensionesresiduales7. Defectosensoldaduras8. Controldecalidad

    `lkqbkfalp

    Quesunasoldadura?Uninfsicade dosmetalesdeidnticaoparecidacomposicinporlaaccindelcalor,directamente omedianteaportacin deotrometaldeidnticaoparecidacomposicin

    Eselsistemamsempleadoparahacerconexionesentreelementosmetlicosentaller

    Enobrayenlasestructurasdesmontablespredominanlasatornilladas

    NK=dbkbo^ifa^abp

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    Ventajas delasunionessoldadas: Unionespocodeformables Susceptiblesdeautomatizacinentaller Mssencillasdeproyectar Realizacindeunionesestancas

    Desventajas quepresentanfrentealasatornilladas: Necesidaddepersonalcualificado Proteccin enobrafrentealaintemperie Controldecalidad enobranecesario(ycaro) Presenciadetensionesresiduales siestnmal

    concebidasoejecutadas Fallosfrentealafatiga ylaroturafrgil

    NK=dbkbo^ifa^abp

    SoldaduraporpresinCalentamientodelaspiezasaunirhastaplastificarlas yposterioruninporpresinmecnica

    SoldaduraporfusinFusinlocalizadadelaspiezasporaccindelcalor.Uninconosinaportacindeotromaterial

    OK=q`kf`^p=ab=pliabl

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    Tiposdesoldaduraporfusin: Soldaduraoxiacetilnica

    Utilizaelcalorproducidoporunallama,obtenidaporlacombustindelgasacetilenoconeloxgeno

    SoldaduraelctricaSeproducegraciasalcalorgeneradoporunarcoelctrico establecidoentreelextremodeunelectrodorevestidoyelmetalbasedeunauninasoldar

    OK=q`kf`^p=ab=pliabl

    Tiposdetcnicasdesoldeoelctrico: Porelgradodemecanizacin: Soldaduramanual

    Llevadaacaboporoperarioscualificadosdeformadirecta Soldadurasemiautomtica

    Llevadaacaboporoperarioscualificadosauxiliadospormediosautomticosdesuministrocontinuodeelectrodo

    SoldaduraautomticaLlevadaacaboporsistemastotalmenteautomatizadosdesoldaduracontinua

    SoldadurarobotizadaLlevadaacaboporsistemasCAD/CAM,empleandorobotsindustrialespararealizarla

    OK=q`kf`^p=ab=pliabl

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    Tiposdetcnicasdesoldeoelctrico: Poreltipodeelectrodosempleados: Consumibles

    Elelectrodosefunde,sirviendoasuvezcomomaterialdeaportacin

    NoconsumiblesElelectrodonoseconsume,siendonecesarioelempleodeunavarillaadicionalfusiblecomomaterialdeaportacin

    OK=q`kf`^p=ab=pliabl

    Tiposdetcnicasdesoldeoelctrico: Porlaproteccindelarcoelctrico: Arcodesnudo

    Elarcoelctriconotieneningntipodeproteccin,estandoencontactoconelmedioexterior

    ArcorevestidoEmpleaunmaterialquerecubrealelectrodoconsumibleoungasquegeneraunaatmsferaprotectoraenlazonadegeneracindelarcoelctrico

    ArcosumergidoElarcoseproducedentrodeunpolvogranularfundentesuministradodeformacontinuaquesirvealavezdematerialdeaportacin

    OK=q`kf`^p=ab=pliabl

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    SoldeomanualporarcorevestidoSerealizadeformatotalmentemanualporoperarioscualificados,conelectrodofusiblerevestido

    SoldaduraTIG(Tungsten Inert Gas)Soldeoelctricosemiautomticooautomticoporarcodescubiertoyatmsferagaseosa(ArHe),conelectrodonoconsumibledetungstenoyunavarillaadicionalconelmaterialdeaportacin

    SoldaduraMIG(MetalInert Gas)Soldeoautomticoosemiautomticoporarcoenatmsferagaseosainerte(Ar,He),conelectrodofusible

    SoldeoMAG(MetalActiveGas)ComoelMIGperoempleandoatmsferadeCO2,loqueabarataelproceso

    SoldeoelctricoautomticoporarcosumergidoSeempleapolvofundentegranular,conelectrodofusibledesnudo

    OK=q`kf`^p=ab=pliabl

    Soldaduraatope: Unechapassituadasenunmismoplano.Puedeser: Depenetracincompleta:

    Sinpreparacindebordes(e

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    PK=qfmlp=ab=plia^aro^

    SOLDADURASATOPE

    PK=qfmlp=ab=plia^aro^

    PENETRA

    CIN

    PARC

    IAL

    PENETRA

    CIN

    COMPLETA

    SINPR

    EPAR

    ACIN

    DEBO

    RDES

    CONPR

    EPAR

    ACIN

    DEBO

    RDES

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    PK=qfmlp=ab=plia^aro^

    SOLDADURASENNGULOODECORDONES

    Clases decordonesporsuorientacin conrespectoalafuerza actuante enlaunin: Cordnfrontal: Normalaladireccindelafuerza Cordnlateral: Paraleloaladireccindelafuerza Cordnoblcuo: Oblcuo aladireccindelafuerza

    QK=` loalkbp=ab=plia^aro^

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    Tiposdecordonessegnsuposicindesoldeo:(Engradocrecientededificultaddeejecucin)

    1. Atopeenplano2. Ennguloyhorizontal3. Atopeencornisa4. Atopeenvertical5. Enngulodetecho6. Atopeentecho7. Ennguloyvertical

    QK=` loalkbp=ab=plia^aro^

    Espesordegarganta (a)[Art.8.6.2DBSEA]Eslaaltura tomadarespectoalahipotenusadelmayortringuloinscribible enlaseccintransversaldelcordn

    Suvalormnimoesdea=3mmensoldadurasenngulo Silasoldaduraesautomticaconarcosumergido,puede

    considerarseunincrementodeespesordel20% (hasta2mm)

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

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    SoldaduraatopeconpenetracintotalPuedenserenToenprolongacin.Siestnbienejecutadasnorequierenclculo

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

    SoldaduraatopeconpenetracinparcialPuedenconsiderarsedepenetracintotalsisecumple:

    anom,1 +anom,2 tcnom t/5cnom 3mmanom =gargantadelcordncnom =espesornosoldadot=espesorpiezaasoldar

    Enotrocaso,secalcularncomosoldadurasenngulo,tomandocomoespesordegargantaelnominal(anom)reducidoen2mm.

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

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    DesgarrolaminarSeproducesiladireccinprincipaldelastensionesdetraccinesperpendicularaladireccindelaminacindelapieza Fuerzasenladireccindelespesor

    FormadeevitarloEmpleartornillosenvezdesoldaduraenesetipodeunionesorigidizarlazonaparadistribuirtensioneslocalizadas

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

    Laminacin

    Soldaduraenngulo:[Art.8.6.1DBSEA] Espesor delaschapasaunirsuperiora4mm. nguloentrecarasdefusin entre60y120 PuedenserunionesenToensolape,continuasy

    discontinuas

    Longitudmnima deloscordonesdesoldadura: L40mmyL6a Siesposible,debenprolongarse 2veceselespesorde

    garganta,debindosereflejarenlosplanos

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

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    Detallesconstructivosensoldadurasdiscontinuasenngulo:[Fig.8.7DBSEA]

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

    Comprobacindesoldaduras:[Art.8.6.2DBSEA] Procedimientogeneralsimplificado:

    F/L=FW,Ed FW,Rd =afvW,d LWfvW,d =(fu/3)/WM2

    siendo FW,Ed laresultante delasfuerzas sobreelcordnporunidaddelongitud(decordn)

    fvW,d latensintangencialdeclculoresistidaporlasoldaduraencualquierdireccinconsiderada

    LW =coeficientedereduccinporlongituddelcordnfu =tensinderoturadelachapademenorresistenciaa=espesordegargantadecordnennguloW =coeficientedecorrelacindadoenlatabla8.1

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

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    Comprobacindesoldaduras:[Art.8.6.2DBSEA] Procedimientoanaltico (recomendado):

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

    ta

    n

    tndonde:

    aa L

    LW

    Reduccin de la resistencia de la soldadura por longitudexcesiva del cordn (L > 150a), que provoca una distribucinno uniforme de tensiones. Se aplicar un factor dereduccin LW de valor:

    No se aplicar este factor en los casos en los que la tensindel cordn corresponda con la del material base (ej: unionesalaalma en vigas armadas)

    Serecomiendaunespesordecordndesoldaduradevalor:{3mm,0,3tmax}a 0,7tmin

    RK=mol`bafjfbkqlp=ab=` i`ril

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    Sedebenalpropioprocesodeejecucin delasoldadura(dilatacin/contraccindelmetal)

    Disminuyen laresistenciayfavorecenlaroturafrgildelauninsoldada

    Debenevitarse estadosdoblesytriplesdetensin Evitarencuentrosentre23cordones

    kl

    p

    SK=qbkpflkbp=obpfar^ibp

    Defectossuperficiales: Mordedura Picadura Desbordamiento

    TK=abcb`qlp=bk=plia^aro^p

    DEFECTOSINTERNOS DEFECTOSSUPERFICIALES

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    Defectosinternos: Faltadepenetracindelasoldadura

    Excesivoespesorchapa,inadecuadapreparacindebordes,impericiadelsoldador,excesivavelocidaddeejecucin

    Faltadefusin(opegadura)Faltadelimpiezadelassuperficies,electrodosinadecuadosodefectuosos

    Porosuoclusiones(osopladuras)Presenciadebolsasdegasenelmetal,tcnicainadecuadaporamperajey/olongituddearcoexcesivos

    GrietasyfisurasinternasMalacalidaddelmetaldeaportacin,defectodediseodelaunin(puntosdeconcentracindetensiones,etc)

    TK=abcb`qlp=bk=plia^aro^p

    InspeccinvisualBsquedadedefectosvisiblesensuperficiesobretodalalongituddelasoldadura

    EnsayosdestructivosEnsayosmecnicosderesistenciadelosdiversostiposdeunionesexistentesenlaestructura

    EnsayosnodestructivosEmpleantcnicasnodegradantesoinutilizantesdelaunin Lquidospenetrantes Partculasmagnticas Ultrasonidos Ensayosradiogrficos

    UK=` lkqoli=ab=` ^ifa^a