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JUNTAS ESTRUCTURALESSOLDADAS
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Al principio, la soldadura de gas fue uno de los ms
populares mtodos de soldadura debido a su portabilidad
y costo relativamente bajo. Sin embargo, a medida que
progresaba el siglo 20, baj en las preferencias para las
aplicaciones industriales. En gran parte fue sustituida por
la soldadura de arco, en la medida que continuaron
siendo desarrolladas las cubiertas de metal para el
electrodo (conocidas como fundente, que estabilizan el
arco y blindaban el material base de las impurezas. La
Primera Mundial caus un repunte importante en el uso
de los procesos de soldadura, con las diferentes fuerzas
militares procurando determinar cules de los varios
procesos nuevos de soldadura seran los mejores
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Los britnicos usaron prima
soldadura incluso construyendo
Fulagar, con un casco enterame
Los estadounidenses eran m
pero comenzaron a reconocer los
la soldadura de arco cuando el
permiti reparar rpidamente
despus de los ataques en el pue
York al principio de la guerra.
soldadura de arco fue aplicada paviones durante la guerra, p
fuselajes de aeroplanos alem
construidos usando el proceso
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Durante los aos 1920,importantes avances fueron hechos
tecnologa de la soldadura, incluyendo la introduccin
soldadura en 1920, en la que el alambre del electrod
alimentado continuamente. El gas se convirti en un
recibiendo mucha atencin, mientras que los cien
procuraban proteger las soldaduras contra los efectos del ox
y el nitrgeno en la atmsfera. La porosidad y la fragilidad
los problemas primarios, y las soluciones que desarro
incluyeron el uso del hidrgeno, argn, y helio como atm
de soldadura.
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Durante la siguiente dcada, posteriores avances permitieron la soldadura
reactivos como el aluminio y el magnesio. Esto, conjuntamente con desa
soldadura automtica, la corriente alterna, y los fundentes alimentaron un
extensin de la soldadura de arco durante los aos 1930 y entonces durante
Guerra Mundial. A mediados del siglo XX, fueron inventados muchos mtodo
soldadura. 1930 vio el lanzamiento de la soldadura que pronto lleg a ser
fabricacin de naves y la construccin. La soldadura de arco sumergido fue
mismo ao, y contina siendo popular hoy en da.
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II.- PERSONAJES QUE ESTUDIARONSOLDADURA
Sir Humphry Davy demuestra en 1808 que
es posible conducir electricidad en el aire
entre dos electrodos.
Nikolai Slavyanov, y C. L. Coffina inventaron
los electrodos de metal
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-Bernados, oriundo de Rusia pero radicado
Inglaterra, demuestra en 1885 que con un
establecido entre un electrodo negativo de carbn
nodo metlico es posible producir una flocalizada y utilizarla para unir piezas metlicas. Pa
el primer dispositivo de soldadura manual.
-Slavianoff, en 1892 reemplaza el electrodo de ca
por una varilla metlica introduciendo el conceptelectrodo consumible.
-Kjellberg, un sueco, obtiene en 1907 la primera pa
de un electrodo revestido manual. Sera el fundad
la firma ESAB.
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III.- TEORIA
III.1 INTRODUCCIONSe llama soldadura a la unin de dos piezas metlica
igual o parecida composicin, de forma que la unin q
rgida y estanca. Esto se consigue por fusin o p
aportacin de otro metal de enlace.
En las soldaduras por fusin el calor proporcionado
los extremos de las piezas y al solidificar se produ
unin. Existen diferentes tipos de soldadura por fusin
los ms utilizados son dos:
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El valor numrico es la resistencia ltima
a la tensin del metal de soldadura.
Los electrodos E79 son los que se usan
comnmente en trabajos estructurales.
El esfuerzo cortante admisible para un
electrodo E70 es: 0.3 x 70 21klb / pulg2
. La resistencia de soldadura de filete para
un electrodo E70 es:
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III.3 CONEXIONES SOLDADAS CARGADEXCENTRICAMENTE
Es cuando la aplicacin de la carga no
pasa a travs del centroide del patrn de
soldadura. Cuando esto ocurre la carga
es excntrica y se descompone en un
par y una fuerza aplicada en el centroide
del patrn de soldadura. Cada efecto se
analiza independientemente y se
superponen los resultados.
(b) (a)
P
P P
P
e
P= =
En la figura (c) el anlisis del esfuemismo que se describi anteriorme
punto de soldadura soporta una ca
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Las fuerzas producidas por el par, varia
en proporcin a las distancias de las
soldaduras al centroide de las lneas de
soldadura.
El mtodo de anlisis ms conveniente
consistente en usar la frmula de latorsin.
El momento polar de inercia e
segmentos de soldadura Fig. (
Donde la longitud de la soldad
espesor t. Se calcula como:
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Si se usan varias longitudes de
soldadura, l es la suma de los trminos
para cada longitud.
La frmula de la torsin aplicable a
patrones de soldadura, puede entonces
expresarse como:
Es ms conveniente usar una
unidad de longitud (q) en vez
cortante ( ).
Se sabe que q = . t
Entonces ambos miembros d
ecuacin se multiplica por t
se tendra.
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Donde:
qM=fuerza / pulg de soldadura
en cualquier punto.
M = par aplicado en lib-pulg
R = distancia radial entre el
contenido del patrn de soldaduras y el
punto considerado en pulg.
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IV. PROBLEMAS RESUELTOS
1242. Una placa de 150 mm de ancho por 14 mm de espesor se coloca sobre una placa fija y se
mediante filetes laterales. Determinar la mnima longitud de una soldadura de filete de 8mm si
soportar una fuerza de traccin axial que le produce un esfuerzo de 140MPa; el esfuerzo cortan
en la garganta de la soldadura es de 145 Mpa.
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=140
=
Calculo de carga P:
Resistencia a traccin de la placa usada:
= 294
Calculo de L1=L2
= =2 =147
= =104=103(8
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=145 10(cos 45) 10; =
= 820.2438662
Tambin
Se sabe = = > =
=14710
820.2438662 => =179.21
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En la figura adjunta
Tamao del cordn a= 8mm
Sabemos = 145 Resistencia del cordn
Calculo del CG:
=
= 7515010081.587137150 100 87137
=49.86
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Calculo de P1y P2
Momentos respecto la normal al plano que corte a P1y P2.
400X 100.16 =150 P2=> P2= 267.056 kN
150 P1= 400x 49.86 => P1=132.945kN
= 145 10 22 10
; = 8
Q= 820.244 N/mm
= =267.056 10820.244 => =325.54 =
132.945 10820.244 => =
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1245. Resolver el problema anterior si los cordones son de 12
mm en la base del ngulo y del mximo tamao permitido en
el borde superior.
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En el problema anterior
A= 12mm; en la base del ngulo
A= 13-2= 11mm; en el borde superior
Del problema anterior tenemos:
P2= 267.056 kN
P1= 132.945 kN
Sabemos que:
= ; =
= 267.056 10
145 22 12 => =21
Luego
= ;
= 132.945 10
145 22 11 => = 117
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=160 16 1 =2560
;Resistencia de cordn por cada milmetro de profundidad
= 2 = 2 1187.9394 = 2375.8787 /Sumando amabas cargas para 1mm de profundidad; tenemos + =4935,878784 N= p X 1.5 X 103X 1mm2=> p= 3.29 N/mm2
p= 3.29 MPa: mxima carga o presin en cilindro
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1250. Se suelda una placa soporte a una placa fija como se
indica en la figura. Determinar el calibre de los cordones
redondeando al milmetro. Hallar el valor mximo de P que
podra aplicarse con cordones de 8 mm, usando t = 145 MPA en
las gargantas de soldadura
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1251. En el problema 1250, determinar la fuerza mxima por
milmetro de cordn si se aade otro cordn frontal a lo largo
de todo
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PROBLEMAS PROPUESTOS:
1252. En la figura tambin se sueldan los bordes AE y GF.
Determinar la fuerza mxima por milmetro de cordn.
1247. Se construye un depsito cilndrico soldado como se ve
en la figura, dos tapas en los extremos de un cilindro de 1,20 mde dimetro. Tanto el cilindro como las tapas son de placa de
10mm. Determinar la presin interior de seguridad de manera
que no se exceda un esfuerzo cortante de 110 Mpa en la
garganta del filete circunstancial, que ser del mximo tamao
admisible
1251. En el problema 1250, determinar la fuerza mxima por
milmetro de cordn si se aade otro cordn frontal a lo largo
de todo borde AE
1243. Resolver el problema 1242 empleando el mximo
tamao permitido de soldadura
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V. CONCLUSIONES DEL TEMA
Se concluye resumidamente que: la unin de dos piezas metlicas de igual o parecida compos
que la unin quede rgida y estanca se define como soldadura y que existen cerca de cuarenta
soldar, pero el ms importante para las estructuras metlicas es el sistema de soldadura por fu
VI. RECOMENDACIONES Las recomendaciones abarcan tanto como el adecuado seleccionado de los materiales para so
procedimiento a seguir previo diseo y medidas de seguridad, como tambin para evitar las co
las zonas calentadas al enfriarse posteriormente y las tensiones internas provocadas por dicho
otros ms que se puedan presentar se recomiendan.
Soldaduras de cordones mltiples
Soldaduras continuas Uniones planas con soldaduras cruzadas
Uniones en ngulo con soldaduras cruzadas
Como tambin podemos eliminar estas deformaciones y tensiones internas si seguimos las ind
mencionadas.
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