Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 205 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS tceselespesornecesariodelpatnparaquesoportenlafuerzaBdelos tornillos sin la accin separadora.

Q = fuerza separadora factorizada = Bdap(tf/tc)2

Bc = carga factorizada por tornillo incluyendo la accin separadora = T + Q. 5.10 Conexiones SoldadasLasoldaduraesunprocesoenelqueseunenpartesmetlicasmedianteel calentamientodesussuperficiesaunestadoplstico,permitiendoquelas partes fluyan y se unan con o sin la adicin de otro metal fundido. Ventajas de la soldadura.1.Lasestructurassoldadaspermiteneliminarungranporcentajedelas placasdeuninyempalme,tannecesariasenlasestructurascon sujetadores,ascomolaeliminacindesuscabezas.Enalgunas estructuras es posible ahorrar hasta un 15% o ms de peso de acero usando soldadura.2.Tieneunazonadeaplicacinmuchomayorquelosremachesolos tornillos.Porejemplo,unacolumnadetubodeaceroylasdificultadesque representara conectarla con otros miembros de acero con sujetadores.3. Las estructuras soldadas son estructuras un poco ms rgidas, porque los miembros por lo general estn soldados directamente uno a otro.4.Elprocesodefusionarlaspartesporunir,hacealasestructuras realmente continuas. Esto se traduce en la construccin de una sola pieza y puesto que las juntas soldadas son tan fuertes o ms que el metal base, no debe haber limitaciones a las uniones.5.Seusanmenospiezasy,comoresultado,seahorratiempoendetalle, (5.68) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 206 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS fabricacin y montaje de la obra. Desventajas de la soldadura.1.Lossismosrecienteshandemostradoquelasconexionessoldadastienen poca capacidad de deformacin, lo que la hace poco segura ante cargas que produzcan fatiga en las conexiones de miembros estructurales importantes. Soldadura:Esunirdosmetalesdeidnticaoparecidacomposicinporla accindelcalor,directamenteomediantelaaportacindeotrometaltambin deidnticaoparecidacomposicin.Duranteelprocesohayqueprotegeral materialfundidocontralosgasesnocivosdelaatmsfera,principalmente contra el oxgeno y el nitrgeno. La soldadura es un proceso en el que se unen partesmetlicasmedianteelcalentamientodesussuperficiesaunestado plstico, permitiendo que las partes fluyan y se unan con o sin la adicin de otro metal fundido. fatiga en las conexiones de miembros estructurales importantes.

Procedimiento de la soldadura. La norma AWS autoriza para uniones de fuerza en estructuras de edificacin los siguientes procedimientos: 1.-Soldaduraelctricamanual;porarcodescubiertoconelectrodofusible revestido. 2.-Soldaduraelctricasemiautomticaoautomtica;porarcoenatmsfera gaseosa con alambre electrodo fusible. 3.-Soldaduraelctricaautomtica;porarco sumergido conalambreelectrodo fusible desnudo. 4.-Soldadura elctrica por resistencia. Otros procedimientos no mencionados requerirn norma especial. Soldaduraporfusin:Laaccindelcalororiginalafusinlocalizadadelas piezas y estas se unen sin o con la aportacin de otro material. Soldaduraporpresin:Laspiezassecalientanhastahacerseplsticasy Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 207 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS luego se unen mediante una presin mecnica. Soldaduraporarco:Eselprocedimientomsimportanteycasi exclusivamente utilizado para las estructuras metlicas. Las piezas se unen al provocarseunarcoelctricoentreellasyunelectrodorevestidoque constituyeelmetaldeaportacin.Elelectrodoestsujetoaunapinzaque sujetaalsoldador,eselpolonegativo,yelpositivosonlaspiezasquese quieren unir; una buena soldadura depende de los siguientes factores: 1.-Dimetro del electrodo. 2.-Distancia del electrodo a las piezas para unir (tamao del arco) 3.-Velocidad de avance del electrodo (habilidad del soldador) 4.-Temperatura en el proceso; de 3000 a 4000 C. Enlasoldaduraporarcoseformaunarcoelctricoentrelaspiezasque sesueldanyelelectrodolosostieneeloperadorconalgntipode maquinaria.Elarcoesunachispacontinua,entreelelectrodoylaspiezas quesesueldan,provocandolafusin.Laresistenciadelaireogasentreel electrodo y las piezas que se sueldan convierten la energa elctrica en calor. Seproduceenelarcounatemperaturaquefluctaentrelos3,200y5,500 C.Amedidaqueelextremodelelectrodosefunde,seformanpequeas Fig. 5.25 Elementos del proceso de soldadura en un arco metlico protegido (SAP) y arco metlico sumergido (SA) Tornillos en una conexin tipo aplastamiento sometidos a cortante y tensin Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 208 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS gotitasoglobulitosdemetalfundido, queson forzadas porelarcohacialas piezasporunir,penetrando enelmetalfundido para formarlasoldadura. El gradodepenetracinpuedecontrolarseconprecisinporlacorriente consumida. Puesto que las gotitas fundidas de los electrodos, en realidad son impulsadas en la soldadura de arco puede usarse con xito en trabajos en lo alto.Elacerofundidoenestadolquidopuedecontenerunacantidadmuy grandedegasesensolucin,ysinohayproteccincontraelaire circundante,aquelpuedecombinarsequmicamenteconeloxgenoyel nitrgeno.Despusdeenfriarse,lassoldadurasquedarnrelativamente porosas debido a pequeas bolsas formadas por los gases. Esassoldadurassonrelativamentequebradizasytienenmuchamenor resistenciaalacorrosin.Unasoldaduradebeprotegerseutilizandoun electrodo recubierto de ciertos compuestos minerales. El arco elctrico hace queelrecubrimientosefunda,creandoungasinerteovaporalrededordel reaquesesuelda.Elvaporactacomounprotectoralrededordelmetal fundido y lo protege de quedar en contacto directo con el aire circundante. El tipodeelectrodoutilizadoesmuyimportante,yafectadecididamentelas propiedades de la soldadura tales como resistencia, ductilidad y resistencia a lacorrosin.Loselectrodossedividenendosclasesgenerales:los electrodosconrecubrimientoligeroyloselectrodosconrecubrimiento pesado.El proceso de soldadura de arco sumergido (SAS) proporciona una mayorpenetracinqueelprocesodearcoprotegido(SAP).Portanto,se puedeemplearunreadegargantamayorenlassoldadurashechas medianteelprocesodearcosumergido.ElAISC-LRFDestablecequeel espesor de la garganta efectiva para filetes hechos con el proceso SAS con lados de 3/8 o menores, ser igual al lado del filete. Para filetes mayores a 3/8,elespesordelagargantaefectivaserigualalespesortericodela garganta ms 0.11 pulgadas. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 209 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Tipos de soldadura. Los dos tipos de soldadura son las soldaduras de filete y de ranura. Existen adems las soldaduras de tapn y de muesca que no son comuneseneltrabajoestructural.Lassoldadurasdefiletehandemostrado ser ms dbiles que las soldaduras de ranura; sin embargo, la mayora de las conexiones estructurales se realizan con soldaduras de filete. Las soldaduras de ranura se usan cuando los miembros que se conectan estn alineados en elmismoplano.Usarlasencualquiersituacinimplicaraunensamble perfecto de los miembros por conectar, cosa que no sucede en la estructura comn y corriente. Las soldaduras de ranura comprenden alrededor del 15% delassoldadurasestructurales.Unasoldaduradetapnesunasoldadura circularqueunedospiezasenunadelascualessehacenlaolas perforacionesnecesariasparasoldar.Unasoldadurademuescaesuna soldaduraformadaenunamuescaoagujeroalargadoqueuneunmiembro conotroatravsdelamuesca.Lasoldadurapuedellenarparcialo totalmentelamuesca.Estostiposdesoldaduraseutilizancuandolos miembrossetraslapanynosetienelalongituddefiletedesoldadura.Las soldadurasdetapnydemuescanoseconsideranengeneraladecuadas para transmitir fuerzas de tensin perpendiculares a la superficie de contacto. La resistencia a la tensin la proporciona principalmente la penetracin.Fig. 5.26Soldadura de filete y de ranura Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 210 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Posicindelassoldaduras.Lassoldadurasseclasificanrespectoala posicin en que se realiza como planas, horizontales, verticales y en la parte superior, siendo las planas las ms econmicas y las de la parte superior las ms costosas. Tiposdejuntas.Lassoldadurastambinseclasificandeacuerdoconel tipo de junta usadas, a tope, traslapada, en tee, de canto, en esquina, etc. 5.10.1 Simbologa empleada en la soldadura.Con este excelente sistema grfico, se da toda la informacin necesaria con unas cuantas lneas y nmeros, ocupando apenas un pequeo espacio en los planosydibujosdeingeniera.Estossmboloseliminanlanecesidadde dibujos de las soldaduras y hacer largas notas descriptivas. Fig. 5.27 Clasificacin de la soldadura por su posicin Fig. 5.28Tipos de juntas soldadas Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 211 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 5.10.2 Soldaduras de penetracin.Cuando la penetracin es completa y las soldaduras de ranura estn sujetas a tensinocompresinaxial,elesfuerzoenlasoldadurasesuponeigualala carga,divididaentreelreatransversalnetadelasoldadura;realmentela soldaduradepenetracinconsisteenunirlasplacassituadasenelmismo planoparaplacas superioresa6mmoparasoldarpor amboslados,hayque preparar los bordes. El objetivo de esta soldadura es conseguir una penetracin completayqueconstituyaunatransicinlomsperfectaposibleentrelos elementos soldados. 5.10.2.1 Soldadura de Filete. Se ha demostrado que las soldaduras de filete son ms resistentes a la tensin y a la compresin que al corte, de manera que los esfuerzos determinantes en soldaduras de filete que se establecen en las especificaciones para soldadura, son esfuerzos de corte. Cuando sea prctico usar soldadura de filete es conveniente arreglar las conexiones de modo que estn sujetas nicamente a esfuerzos de corte, y no a la combinacin de corte y tensin o de corte y compresin. Fig. 5.29 Soldaduras a penetracin completa Fig. 5.30 cordones de soldadura en filete Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 212 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Cuandolassoldadurasdefiletesepruebanalaruptura,parecenfallarpor corte en ngulos de aproximadamente 45 a travs de la garganta. Por tanto, su resistenciasesuponeigualalesfuerzodecortepermisibleporelreaterica de la garganta desoldadura. Para el filete de 45 o de lados iguales, el grueso delagargantaesde0.707veceseltamaodelasoldadura,perotiene diferentes valores para soldaduras de filete de lados desiguales 5.10.3 Disposiciones de la soldadura. Desdeelpuntodevistadelasolidez,delaresistenciaalimpactoyaesfuerzosrepetitivos,ydelacantidaddelmetaldeaporterequerido,se prefieren las soldaduras de ranura a las de filete, aunque desde otros puntos de vistanosontanatractivas,porloquelainmensamayoradelasestructuras sondefilete.Enocasiones,lasconexionessediseandemaneraquelas soldadurasderanuranoseextiendensobreelespesortotaldelaspartes conectadas. Estas soldaduras se denominan de penetracin parcial. Fig. 5.31Ejemplos de smbolos de soldadura Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 213 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Enlafigura5.31,launinsinpreparacinaescuadra(a)seutilizaparaunir material relativamente delgado no mayor de 5/16 de espesor. A medida que el materialesmsgrueso,esnecesariousarsoldadurasderanuraenVyen doble-V (b) y (c); en estas dos soldaduras, los miembros se biselan o preparan antes de soldarse, para permitir la penetracin total de la soldadura.Esindudablequeelrefuerzooriginasoldaduraderanuramsfuertes, cuandovanaestarsujetasacargasrelativamenteestticas.Sinembargo, cuandolaconexinvaaestaracargasvibratoriasycclicas,elrefuerzono resultatansatisfactorioporquelasconcentracionesdeesfuerzosparecen desarrollarseenelrefuerzoycontribuyenaunafallamsrpida(fallafrgil). Para tales casos, una prctica comn es suministrar refuerzo y luego rebajarlo enrasndolo con el material conectado. 5.10.4 Clasificacin del cordn de la soldadura segn la posicin. (1)Cordn plano: Su superficie es horizontal y el material de aportacin se vierte desde arriba. (2)Cordn en ngulo horizontal: Une un plano horizontal con otro vertical y su direccin es horizontal. (3)Cordnhorizontal:Sesitaenunplanoverticalysudireccines horizontal. Fig. 5.32. Posicin de las soldaduras Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 214 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS (4)Cordn vertical: Su direccin es vertical. (5)Cordnsobrecabezaenngulo:Enunplanohorizontalperoporsu cara inferior. (6)Cordn sobre cabeza a tope: Se sita en un plano horizontal; pero por su cara inferior igualmente. 5.10.5 Deformaciones y esfuerzos internos. Durante los procesos de soldadura, existen grandes desprendimientos de calor, que dan lugar a dilataciones de la pieza y a las posteriores contracciones duranteelperododeenfriamiento,impedidaporelrestodelmaterialbase,lo cualoriginalaaparicindeesfuerzosinternosydeformacionesenlaspiezas, estosesfuerzosdetensinsonproporcionalesalalongituddesoldadura.El estadodeesfuerzoestriaxial;perolomsimportantesonlosesfuerzos longitudinales. Los esfuerzos triaxiales pueden originar roturas sin deformacin, por ello se deben evitar los cruces entre cordones. 5.10.6 Defectos de la soldadura. Debido a mltiples causas pueden aparecer defectos en la soldadura, que si son importantes pueden comprometer seriamente la estabilidad de la estructura de la que forman parte, por ello es necesario someter a las soldaduras a una Fig. 5.33 Entrecrucesde soldadura Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 215 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS inspeccin tanto ms intensa cuanto ms importante es la estructura, que garantice la seguridad y correcta ejecucin de las mismas. Esta inspeccin forma parte del control general del proyecto y tanto ingeniera y manufactura as como el director de obradeben prestar la mxima atencin.

CAUSAS DE LOS DEFECTOS. 1.-Del proyecto:-Posicin inadecuada.-Mala accesibilidad. No se considerarn las de rincn con un ngulo menor de 60. A efectos de clculo no vale.-Concentracin de cordones.-Dimensionamiento incorrecto. 2.-De los materiales.-Mala soldabilidad (exceso de C, Mn, Ph, S) -Defectos. -Humedad en electrodos bsicos.3.-Efectos del proceso de soldeo. -Voltaje. -Intensidad. -Tambin puede ser de proceso no adecuado; electrodo sin recubrimiento.-Preparacin de bordes incorrectamente. 4.-Efectos de la ejecucin. -Soldadores no calificados. -Malas condiciones climticas (lluvia, viento, fro) -Falta de limpieza en la zona a soldar. -Exceso de prisa (muy habitual) -Falta de control. TIPOS DE DEFECTOS EN LA SOLDADURA. Los clasificamos en dos grupos: a) DEFECTOS INTERNOS Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 216 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS -Faltadepenetracin:Estoocurrecuandoelchaflndelasoldaduranoest lleno o cuando la unin entre el metal base y el metal de aporte no es perfecta en algn punto. En la radiografa se acusa como una lnea negra y continua.-Grietas:Consistenenfracturasenelmaterialdeaportacin;oenelmetal base;puedensertransversalesolongitudinales;esundefectomuygrave.En las radiografas se acusan como lneas finas oscuras de forma variada. -Inclusiones,escoriayotroscuerposenglobadosenlasoldadura:Estas inclusionessuelenseraisladasoalineadasyquedanporfaltadelimpiezaal terminarlapasada.Enlasradiografasseacusancomosombrasoscurasde contornos irregulares y poco claros.-Poros u oclusiones gaseosas: Son cavidades debidas a inclusiones gaseosas procedentes, generalmente de humedad en el material base o electrodo. En las radiografas se acusan como sombras negras de contorno circular. -Faltadefusin:Eslafaltadeuninentreelmetaldeaportacinyelmetal base.Nohaycristalescomunes.Uncasoparticulareseldesbordamiento;es un defecto bastante grave. En las radiografas se acusan como lneas oscuras y delgadas. Son los internos, los mas peligrosos, porque son los ms difciles de ver.

5.10.6.1 Defectos superficiales.. -Socavado: Es un rebaje o canal en el metal base que est contiguo al cordn desoldadura.Estedefectoesmuyhabitualyesproducidoporunincorrecto manejodelelectrodo.Enlaradiografaseacusacomounasombraoscurade contorno difuso en los bordes de la soldadura. -Picaduras: Es un rebaje o canal en el cordn de la soldadura, se produce por unincorrectomanejodelelectrodo.Enlasradiografasseacusacomouna sombra oscura de contorno difuso. -Desbordamientos:Partedelmaterialdeaportacindesbordaelcordn, quedando fuera y sin fusionar con el material base. Son defectos longitudinales, no puntuales. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 217 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 5.10.7 Mtodos para el control de la soldadura.Tenemos un primer grupo de ensayos destructivos. Los ensayos destructivos slo se utilizan para probar procesos de soldadura; para homologar soldadores o para el ensayo de soldaduras. Se realizan sobre placas de prueba cortadas, de uniones realizadas, para proporcionar probetas de ensayo. Consisten bsicamente en ensayos de tensin, doblado y dureza. Los ms habituales son los de tensin; aplicamos la probeta en la mquina y vemos cuanto resiste. 5.10.7.1 Ensayos no destructivos. 1.-Inspeccin visual: Sirven, mediante una lupa, para detectar defectos superficiales. 2.-Partculas magnticas: Consiste en recubrir la zona de soldadura a inspeccionar con una suspensin de polvo fino, de partculas sensibles al magnetismo y se somete al influjo de un campo magntico. Cualquier impureza o defecto superficial o prximo a la superficie interrumpe las lneas de fuerza magntica, forzando a las partculas a agruparse en la zona defectuosa. Fig. 5.34 Algunos defectos en la soldadura Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 218 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 3.-Lquidos penetrantes: Es un sistema para determinar defectos superficiales y es de bastante aplicacin, por su economa. Es muy importante que lo haga un operario experimentado. Sobre la superficie de la soldadura bien limpia y seca, se aplica una capa de lquido de muy baja viscosidad; la cual se introduce en todos los defectos superficiales, se vuelve a limpiar la soldadura eliminando el lquido sobrante y se aplica a la superficie un lquido absorbente o revelador, acusndose de esta manera el fallo.4.-Radiografas: Se utilizan radiografas de pequea longitud de onda rayos x o , que despus de atravesar una soldadura impresiona una pelcula fotogrfica; los defectos se acusan mediante manchas oscuras, esun mtodo muy utilizado, aunque de ms elevado costo que el anterior. Este sistema detecta defectos superficiales e internos. 5.-Ultrasonidos: Se utilizan las vibraciones de alta frecuencia de 0.5 a 5 Megaciclos, que mediante un palpador son forzadas a atravesar la zona a examinar; la seal puede ser recogida por otro palpador en la cara opuesta o bien por el primer palpador que recoge el eco, producido por la cara opuesta y por los posibles defectos. La seal recogida es convertida electrnicamente en ondas. 5.10.8 Calculo en las uniones soldadas 1.-Uniones con soldadura a penetracin: La soldadura a tope no debe producir discontinuidad en la seccin y su sobre-espesor no ser mayor que el 10% del espesor de la placa ms delgada; si las placas son de distinta seccin, la de mayor seccin se adelgazar en la zona de contacto con pendientes no mayores que el 25% para obtener una transicin suave de seccin.

Fig. 5.35 Soldadura a penetracin con diferentes espesores de material base Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 219 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS La norma AWS dice que una soldadura a penetracin que una totalmente a dos piezas puede hacerse con las condiciones recogidas en esta y cuyo espesor no sea menor que el espesor de la pieza mas delgada, no requiere clculo. 2.-Uniones con soldadura de Filete:Definiciones. Garganta de un cordn en ngulo (a): Es la altura del tringulo issceles que puede inscribirse dentro de la seccin recta del cordn de la soldadura. Longitud eficaz de un cordn en ngulo (L): Es la longitud total del cordn descontados los crteres de los extremos. Se toma convencionalmente la longitud de esos crteres igual a a; por lo tanto la longitud sera. Si se adoptan precauciones para impedir la formacin de crteres, no se efecta esta deduccin. Seccin de garganta: Es la seccin del cordn determinada por el plano bisector del ngulo diedro que lo contiene. rea de seccin de garganta: Es la obtenida multiplicando la garganta del cordn por su longitud eficazEn cuanto a las fuerzas de solicitacin, la fuerza que debe resistir cada cordn se supone uniformemente repartida sobre la seccin 5.10.9 Tipologa de las uniones soldadas. 1.-Uniones soldadas planas: Son aquellas en la que los diferentes cordones estn contenidos en el mismo plano o las que permite abatir todas las secciones de garganta sobre un mismo plano. Fig. 5.36 Altura a, de una soldadura en filete a L L aa L 2 Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 220 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 2.-Uniones soldadas espaciales: Aquellas en la que no es posible abatir sobre un mismo plano todas las secciones de garganta de los distintos cordones que las componen. 3.-Uniones mixtas: Aquellas uniones constituidas por soldaduras de ngulo y soldaduras a penetracin 5.10.10 Esfuerzos a considerar en una soldadura de filete. Tenemos el cordn de soldadura y dijimos que el plano de garganta era el que defina el bisector del tringulo issceles. Dentro de ese plano definimos o ; nty ato= Esfuerzo normal al plano de garganta. nt= Esfuerzo tangencial normal a la arista. at= Esfuerzo tangencial paralela a la arista. Fig. 5.37 Combinacin de soldaduras Fig. 5.38 Geometra de esfuerzos en una soldadura de filete Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 221 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Si nos referimos a los planos que componen la soldadura. n: Es el esfuerzo normal que acta en el plano de cada una de las caras de soldadura. tn: Esfuerzo tangencial normal a la arista y contenida en el plano de cada una de las caras de la soldadura. ta: Esfuerzo tangencial paralela a la arista; contenida en el plano de una de las rectas de soldadura. De esta manera definimos los esfuerzos que mas nos interesan. Nos dice la norma que la CONDICIN DE SEGURIDAD es: Establecemos 0o(esfuerzo normal de comparacin) que ha de ser igual a uo(resistencia de clculo del acero); si queremos seguir la norma. 5.10.11 Calculo de las uniones planas Fig. 5.39 Planos que componen una soldadura ( )u a n oo t t o o s + + =2 * 2 * 2 *8 . 1Fig. 5.40 Planos que componen una soldadura (5.69) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 222 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 1.-UNIN SLO CON CORDONES LATERALES .

Hemos descubierto los esfuerzos en el plano, en funcin de las fuerzas que haya en el plano. Recordando que 5.64 es y sustituimos: Sustituyendo: Por lo tanto tenemos que : ( )2 * 2 * 2 *8 . 1a n cot t o o + + =8 . 1 8 . 1* 2 * = =a a cot t o8 . 12* =L aNcoou coL aNo o s =75 . 0*(5.71) (5.70) (5.72) (5.73) (5.74) Fig. 5.41 Referencia para clculo con cordones laterales Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 223 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS donde Los productos de , de todas las soldaduras que existan en la unin. 2.-UNIN SLO CON CORDONES FRONTALES. En este caso, tendremos que su valor ha de ser: 3.-UNIN SLO CON CORDONES OBLICUOS. Cuando son fuerzas de tensin, siempre hay que colocar dos placas para evitar el momento, es decir: 2*N2*NN* ( )2 * 2 * 2 * 2 * 2 *8 . 1 8 . 1n a n cot o t t o o + = + + = L aL aL aNn = =221** *t ou coL aNo o s=85 . 0*(5.75) (5.76) (5.77) Fig. 5.42 Referencia para clculo con cordones frontales Fig. 5.43 Referencia para clculo con cordones oblicuos Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 224 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS En esta unin: Donde 4.-UNIN CON CORDONES FRONTALES Y LATERALES COMBINADOS. A) h L > 5 . 12 B) h L h s s 5 . 1 5 . 02 Se calcula como unin, slo con cordones laterales. u coL aNo o s=75 . 0*2222L LL+=u coL a KNo o s=*u2cos 4 . 0 4 . 11 += K(5.78) (5.79) Fig. 5.44 Referencia para clculo con cordones combinados con cordn por atrs (5.80) Fig. 5.45 Referencia para clculo con cordones combinados puede o no existir el de atrs (5.81) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 225 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS a)No existe el cordn TIPO 3. b)Existe el cordn TIPO 3. c) h L < 5 . 02 Se calcula como en el caso b), ( h L h s s 5 . 1 5 . 02 y si existe el cordn TIPO 3; entonces se aplican las mismas frmulas que en b) u2cos 4 . 0 4 . 11 += Kua L K N o =3 3*3||.|

\| =iu i iL a N o2 2*275 . 0||.|

\| =iu i iL a N o2 2*275 . 0*1 *2*N K N Nmx + =ua L N o =1 1*1u22 11senK +=*3*2*31N N Nmx+ =(5.82) (5.83) (5.84) (5.85) (5.87) (5.86) (5.88) (5.89) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 226 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 5.10.12 Casos en la flexin simple. 1.-SLO SOLDADURAS FRONTALES LONGITUDINALES. a)Caso general. ; Donde b) e>>L 2.-SLO SOLDADURAS FRONTALES TRANSVERSALES. a) Caso general. Donde Mdulode seccin resistente de las soldaduras. Se Pn = =*21t o 0 =atu coSe PSe Po o s ~ =* *18 . 1 4 . 1( )u a n coo t t o o s + + =2 * 2 * 2 *8 . 12*2 * *23L ae Pn = =t ou coL ae Po o s =2*55 . 3yIS =(5.90) (5.91) (5.92) 0 =at(5.93) (5.94) (5.95) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 227 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS b)t>a 3.-SOLDADURAS FRONTALES LONGITUDINALES Y TRANSVERSALES. -TIPO 1: -TIPO 2: -TIPO 3: 5.10.13 Flexin y esfuerzo cortante combinado. u coa t Le Po o s ~*18 . 13 121L a I I = =02 = + = d A I Iu coWe PWe Po o s ~ =* *18 . 1 4 . 1u coWe Pa ha ho o s+ ~*1 12 218 . 1u coa LPa hLWe Po o s||.|

\| +||.|

\|+ =23 3*21 13 *28 . 1 4 . 1Fig. 5.46 Longitud y espesor de un cordn para combinacin de flexin y cortante (5.101) (5.100) (5.99) (5.98) (5.97) (5.96) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 228 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS A) UNIN CON SLO CORDONES FRONTALES. B) UNIN CON 2 CORDONES LATERALES Y UN CORDN FRONTAL Condicin ( )u coL aPL a a Le Po o s ||.|

\| + +=75 . 0121 1*1 1 1 1*( )e P Ma h a L Ma L Mu = + = =* *2 2 2 2121 175 . 014 . 0o( ) h L h < < 2 5 . 02Fig. 5.47Unin con solo cordones frontales (Verticales) Fig. 5.48 Unin con dos cordones laterales (Horizontales) y uno frontal (Vertical) (5.102) (5.103) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 229 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS M* se descompone proporcionalmente a M1 y M2. Soldadura 1: Se calcula slo a flexin. Soldadura 2: Se calcula a flexin y cortante combinado (slo soldaduras laterales) 5.10.14 Prescripciones de la AWS para la ejecucin de la soldadura. UNIONES A PENETRACION COMPLETA. Enunasoldaduraapenetracindeplacasdedistintaseccin,lade mayorseccinseadelgazarenlazonadecontacto,conpendientesno mayores que el 25%, para obtener una transicin suave de seccin. Lasoldaduraapenetracinnodebeproducirdiscontinuidadenla seccin, y su sobre espesor s no ser mayor que el 10 % del espesor e de la placa ms delgada. Fig. 5.49 Soldadura a penetracin en placas de espesores diferentes Fig. 5.50 Sobre espesor S de una soldadura de penetracin en placas de espesores diferentes Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 230 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS UNIONES CON SOLDADURA DE NGULO. Lasprescripcionesdimensionalesparalassoldadurasdengulose recogen en el AWS. Serecomiendaquelagargantadelasoldaduranoseamayorquela exigidaporelclculo,respetandoelmnimoestablecido.Engeneral,se preferiran las soldaduras planas o cncavas a las convexas. Cuandoseempleenprocedimientosdesoldaduraparalosqueresulte garantizada una penetracin e, que rebase el punto de la raz terica, porejemplo,medianteprocedimientosautomticososemiautomticosde soldadura bajo polvo o en atmsfera inerte, puede tomarse para la garganta de soldadura el valor: Determinndoseemnmedianteensayosparacadaprocedimientode soldado (figura 5.51a). Enunperfiloplacaenesfuerzoa tensin; noesrecomendabledisponer una soldadura de ngulo perpendicular a la direccin del esfuerzo. Sisedisponeunasoldadurafrontalenelextremodeuncubreplacasen tensin(figura5.51b),sebiselaresteextremocuandoelcubreplacasest sometidoavariacionesdeesfuerzosimportantes(trabescarrildepuentes para gras viajeras, por ejemplo). La soldadura frontal debe ser triangular de lados desiguales asegurando una transicin suave de la seccin. Serecomiendaquelasplacasquevayanaunirsemediantesoldaduras denguloensusbordeslongitudinales,aotraplaca,oaunperfil,para construir una barra compuesta, no tengan un ancho mayor que treinta veces su espesor (figura 5.51c). Cuando por alguna circunstancia especial no pueda cumplirse la condicin anterior,puedenutilizarsesoldadurasderanuraenlasplacasqueforman parte de una pieza comprimida, para asegurar la pieza contra el pandeo local. 21 mnea a + = (5.104) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 231 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Las uniones que tienen soldaduras de ngulo se clasifican, para su comprobacin, en tres clases: a)-Uniones planas, constituidas nicamente por soldaduras de ngulo cuyas aristas estn en un solo plano (figura 5.51d). b) -Uniones espaciales, constituidas nicamente por soldaduras de ngulo cuyas aristas no estn en un solo plano (figura 5.51e). c) -Uniones mixtas, constituidas por soldaduras de ngulo y soldaduras a penetracin (figura 5.51f).

Fig. 5.51a Soldadura con equipo semiautomtico Fig. 5.51b Cubre placas con bisel Fig. 5.51c Condicin de ancho de una barra compuesta Fig. 5.51d Soldadura en unin plana Fig. 5.51e Soldadura en unin espacial Fig. 5.51f Soldadura en unin mixta Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 232 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Para los esfuerzos que deben considerarse de una soldadura en ngulo; hay que tener en cuenta dos tipos de esfuerzos:a) Referidos al plano de la garganta donde (figura 5.52a). n Es el esfuerzo normal, perpendicular al plano de la garganta; tn Es el esfuerzo tangencial normal a la arista; ta Es el esfuerzo tangencial paralelo a la arista. b) Referidas al plano de una de las caras de la soldadura en la que ha sido abatida la seccin de garganta (figura 5.52b). n Es el esfuerzo normal que acta en el plano de una de las tres caras de la soldadura; tn Es el esfuerzo tangencial normal a la arista contenida en el plano de una de las caras de la soldadura; ta Es el esfuerzo tangencial paralelo a la arista, contenida en el plano de una de las caras de la soldadura.CONDICIN DE SEGURIDAD La condicin de seguridad, de base experimental, de una soldadura en ngulo es: donde: co es el esfuerzo de comparacin; * es el esfuerzo normal ponderada, referida al plano de garganta; tn* es el esfuerzo tangencial ponderado, normal a la arista, referida al plano de garganta.ta* es el esfuerzo tangencial ponderado, paralela a la arista, referida al plano de garganta;u es la resistencia de clculo del acero. ( )u a n coo t t o o s + + =2 * 2 * 2 *8 . 1 (5.105) Fig. 5.52a Esfuerzos referidos al plano una cara Fig. 5.52a Esfuerzos referidos al plano de la garganta. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 233 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Las posiciones para calificar a los soldadores 1G- sobremesa 2G- horizontal 3G- vertical 4G-sobre cabeza Fig. 5.53 Posiciones para soldar estructuras y tuberas Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 234 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 5.10.15 Diseo de la Resistencia de las SoldadurasEl esfuerzo en una soldadura se considera igual a la carga P dividida entre el rea de la garganta efectiva de la soldadura. Este mtodo para determinar la resistencia de soldadura de filete, se usa sin tomar en cuenta la direccin de la carga. Las pruebas han demostrado que los filetes transversales son un tercio ms resistentes que los filetes longitudinales, pero este hecho no es reconocido por la mayor parte de las especificaciones, con el fin de simplificar los clculos. Una razn del porque los filetes transversales son ms fuertes, es que el esfuerzo est ms uniformemente repartido en su longitud total, en tanto que en los filetes longitudinales se reparte en forma dispareja debido a deformaciones que varan a lo largo de la soldadura. Fig. 5.54 Smbolos de la soldadura segn el AWS. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 235 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Fig. 5.55 Significados de soldadura de filete Fig. 5.56 Soldadura de penetracin segn el AWS. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 236 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS

Fig. 5.57 Soldadura con garganta convexa (a); garganta cncava (b) y filete de lados desiguales (c) Fig. 5.58 Soldadura con carga paralela a la garganta (a) y carga perpendicular a la garganta (b) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 237 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS MATERIALES DE APORTACIN. El gas producido por el revestimiento; protege al material en la parte exterior del cordn queda una capa externa de escoria; el gas hace que la escoria se pueda retirar fcilmente. Se crea un arco elctrico; que hace que el material vaya saltando y se crea el cordn de soldadura. Soldaduraautomtica:Elelectrodoescontinuoydesnudo;avanzando sumergido,demaneraautomtica,enunpolvodeproteccin;suprincipal cualidad es su uniformidad para cordones largos. Electrodo desnudo: Est constituido simplemente por una varilla metlica. Elmaterialfundidonoseencuentradefendidocontralosgasesnocivosdela atmsferainterrumpiendoelarcoconfrecuencia.Seempleaparasoldaduras de baja calidad. Electrodosrevestidos:Estnconstituidosporunavarillametlica recubiertaporunfundenteadecuado.Elrevestimientosefundeconelarco dando origen a gases que protegen, de los gases de la atmsfera, al metal de aportacin.Tambinpermitequelasescoriassepuedansepararfcilmente despusdelasoldadura.Losprincipalesrevestimientossondetipobsico, celulsico, oxidante y cido. Electrodosconalma:Estnconstituidosporunavarillametlicahueca rellena por un fundente adecuado. El revestimiento se funde con el arco dando origenagasesqueprotegendelosgasesdelaatmsferaalmetalde aportacin. Tabla 5.9 Relaciones, Espesor, Dimetro e Intensidad Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 238 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 5.10.16 Diseo de las Soldaduras por el LRFDEn las soldaduras, el material del electrodo deber tener propiedades del metal base.Silaspropiedadessoncomparablessedicequeelmetaldeaportacin es compatible con el metal base. Laresistenciadediseodeunasoldaduraespecficasetomacomoelmenor de los valores de Fw (Fw es la resistencia nominal de la soldadura) y FBM (FBM es la resistencia nominal del metal base)Paralassoldadurasdefiletelaresistencianominalporesfuerzosenelrea efectiva de la soldadura es de 0.60 FEXX (FEXX es la resistencia por clasificacin del metal base) y es igual a 0.75. Si se tiene tensin o compresin paralela al ejedelasoldadura,laresistencianominaldelmetalbaseesFyyesigual 0.90. La resistencia de diseo por cortante de los miembros conectados es Fn Ans en donde = 0.75, Fn es 0.6 Fu y Ans es el rea neta sujeta a cortante.Loselectrodosparalasoldaduraporarcoprotegidosedesignancomo E60XX,E70XX,etc.EnestesistemadeclasificacinlaletraEsignifica electrodoylosdosprimerosdgitosindicanlaresistenciamnimaalatensin delasoldaduraenksi.Losdgitosrestantesdesignanlaposicinparasoldar, corriente,polaridad,etc.,informacinnecesariaparaelempleocorrectodeun electrodo especfico.AdemsdelosesfuerzosnominalesdadoenlatablaJ2.5,existenotras recomendaciones del LRFD aplicables a la soldadura: La longitud mnima de una soldadura de filete no debe ser menor de cuatro vecesladimensinnominaldelladodelasoldadura.Sisulongitudreales menordeestevalor,elgruesodelasoldaduraconsideradaefectivadebe reducirse a de la longitud de la soldadura. El tamao mximo de una soldadura de filete a lo largo de material menor dedegruesodebeserigualalgruesodelmaterial.Paramaterialms grueso,nodebesermayordelespesordelmaterialmenos1/16,amenos que la soldadura se arregle especialmente para dar un espesor completo de la garganta. Para una placa con un espesor de o mayor, es conveniente terminarlasoldaduraporlomenosa1/16delbordeparaqueelinspector Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 239 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS puedaverclaramenteelbordedelaplacaydeterminarconexactitudlas dimensiones de la garganta.LosfiletespermisiblesmnimossegnelAISC-LRFDsedanenlatabla J2.3.Estosvaloresvaranentre1/8paramaterialde1/4deespesoro menory5/16paramaterialconespesormayorde3/4.Eltamaomnimo prcticoparalasoldaduraesdeaproximadamente1/8yeltamaoque probablemente resulta ms econmico es de alrededor de 1/4 o 5/16. Cuando sea posible, deben realizarse vueltas en el extremo (remates) para soldadura de filete. La longitud de estas vueltas no debe ser menor que dos veces el grueso nominal de la soldadura. Cuando no se usan, se recomienda restar el doble del grueso de la soldadura de la longitud efectiva de sta. Las vueltasdeextremosonmuytilesenlareduccindeconcentracionesde esfuerzosqueocurrenenlosextremosdelassoldaduras,sobretodopara conexiones donde hay vibraciones considerables y excentricidad en la carga. ElAISC-LRFDestablecequelalongituddeunasoldaduradefileteincluir las longitudes de remate.Cuandoseusansoldadurasdefiletelongitudinalesparalaconexinde placasobarras,suslongitudesnodebensermenoresqueladistancia perpendicular entre ellas. La distancia entre soldadura de filete no debe ser mayor de 8 en las conexiones de extremo. En juntas traslapadas, el traslape mnimo es igual a 5 veces el espesor de la parte ms delgada conectada, pero no debe ser menor de 1. Fig. 5.59 Nomenclatura 1Garganta actual del filete. 2Lado de un filete. 3Raz de la soldadura. 4Lado de un filete. 5Cara de la soldadura. 6 Profundidad de la fusin. 7 Tamao de la soldadura. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 240 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS

Tabla 5.10 Espesor efectivo de garganta en soldadura de ranura en penetracin parcial. Tabla 5.11 Espesor efectivo de la garganta de soldadura de ranura acampanada. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 241 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Tabla 5.12 Resistencia de la soldadura. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 242 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Nota: bevel=bisel; Nota:groove=ranura;throat=garganta;thickness=espesor;weld=soldadura; chamfer=bisel o chafln.

. Tabla 5.13 espesores efectivos de garganta de soldadura de ranura de juntas en penetracin parcial. Tabla 5.14 Tamaos mnimos de soldadura de filete Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 243 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 5.10.17 Diseo por cortante y torsin El esfuerzo ocasionado por torsin se puede calcular con: F = Td/J. Donde T es el partorsional, d es la distancia del centro de gravedad de la soldadura al punto que se considera y J es el momento polar de inercia de lasoldadura.Aunque,esconvenientedescomponerlafuerzaTensus componentesverticalyhorizontal:fh=Tv/J;fv=Th/J.Dondehyvsonlas proyecciones horizontal y vertical de la distancia d. Para disear una soldadura sujetaacorteytorsin,esconvenienteconsiderarunasoldaduradeuna pulgada y calcular los esfuerzos en una soldadura de esa dimensin. Al igual que en las conexiones atornilladas, las conexiones soldadas debidas a laaccindefuerzasexcntricas,enelAISC-LRFDseutilizaelmtodopor resistencialtima.Sinembargo,elprocesodeanlisisesunpocoms complejo.Lafuerzadecorteresistenteencualquierpuntodelasoldaduraesnormalal radio desde el centro instantneo de rotacin.De pruebas experimentales se tiene que la resistencia ltima se calcula como

donde Ri,ult es la resistencia ltima de cortante en el elemento (kip/in)

es el ngulo de inclinacin entre la fuerza y el eje de la soldadura FEXX es la resistencia del electrodo en ksi t es la dimensin de la garganta de la soldadura en pulgadas.(5.106) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 244 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS La deformacin en la ruptura de un elemento se calcula con

donde 0= 0.11 pulgadascuando = 0. Proporcionalmenteseobtienenlosvaloresdelasdeformacionesdelos dems elementos de la soldadura como

donde es el valor crtico del elemento y ri,max es la distancia radial al elementocrtico.Unavezcalculadolosdesplazamientosdeterminados,la Fig. 5.59 Soldadura con carga excntrica. (5.107) (5.108) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 245 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS fuerza en cada elemento se calcula como

en donde Ri es la fuerza en el elemento i; e es la base de los logaritmosnaturales; k1 es igual a 8.27e0.01140; k2 es igual a 0.4e0.01460 Lasfuerzasenelelementoseresuelvenenlascomponentesvertical, horizontal y al giro con:

Donde li es la longitud del elemento. El algoritmo para calcular este tipo de soldaduras es el que sigue 1.Dividir la configuracin del cordn de la soldadura en segmentos. 2.Suponer una locacin del centro de rotacin instantneo.3.Calcular para cada segmento, xi, yiy ri4.Calcular el centroide de cada segmento5.Calcular el ngulo i. 6.Calcularla deformacin7.Calcular la relacin: 8.Con el segmento crtico hallado (el elemento crtico es el que tiene el menor valor de la relacin) calcularpara cada segmento.(5.110a) (5.109) (5.110b) (5.110c) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 246 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 9. Calcular la resistencia de cortante ltima Ri, ult para cada segmento.10. Calcular k1 y k2 para cada segmento.11. Calcular las fuerzas resistentes Ri para cada segmento. 12. Calcular las componentes vertical, horizontal y de momento para cada segmento. 13.Lasumadelacontribucinindividualdecadasegmentorepresenta lascomponentesverticales,horizontalesyelmomentodegiro, respectivamente. Deladireccindelacarga,suscomponentesverticalyhorizontalse convierten en valores consistentes de P. El momento de giro se convierte en un valorconsistentedePdivididoporlaexcentricidaddelacargarespectoal centro de rotacin instantneo. Si los tres valores de P obtenidos son iguales, la posicin de O es adecuada. Si no, ser necesario asumir otra posicin de O y realizar los mismos pasos hasta obtener un valor satisfactorio. ElAISC-LRFDproporcionalosvaloresdelacargaexcntricafactorizadaPu para una variedad de configuraciones de soldadura como

Pu = CC1DL Donde C1 es un coeficiente para el electrodo: ParaE60, C1 = 0.857;E70, C1 = 1.0;E80, C1 = 1.03;E90, C1 = 1.16.L es la longitud de la soldadura caracterstica en la configuracin.D es el numero en dieciseisavos de pulgada en el tamao de la soldadura (no es la dimensin de la garganta de la soldadura)ElcoeficienteCsedeterminamultiplicandolaresultantePdelas (5.111) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 247 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS componentesdadasconlaecuacin5.110;porelfactor=0.75, pero conel esfuerzo de un elemento de soldadura limitado a 0.6FEXX.

5.10.18 Conexiones para vigas.Todaslasconexionestienenunarestriccin,esdecir,algunaresistenciaa cambios en las orientaciones originales formadas por los miembros conectados. Dependiendo de la magnitud de la restriccin al giro, el AISC-LRFD clasifica las conexiones como: ConexionestipoFR(totalmenterestringidas).Sonconexionesrgidaso continuas, resistentes a momentos; se supone que son suficientemente rgidas quelasorientacionesoriginalesentrelosmiembrospermanecenvirtualmente sin cambio bajo las cargas. ConexionestipoPR(parcialmenterestringidas):Tienenunarigidez insuficiente para mantener sin cambios a los ngulos originales bajo carga. Se incluyen en esta clasificacin las conexiones simples y semi-rgidas. Conexionessimples:Sonmuyflexiblesysesuponequepermitengirarlos extremos de la viga hacia abajo cuando estn cargados, como sucede con las vigassimplementeapoyadas.Aunqueestetipodeconexionestienencierta resistenciaamomento,sesuponeinsignificanteyseconsiderancapacesde resistir solo fuerzas cortantes. Conexiones semi-rgidas: Son aquellas que tienen una apreciable resistencia alarotacindelextremo,desarrollandoasmomentosdeextremode consideracin.Enlaprcticadediseoesmuycomn,parasimplificarlos clculos,considerartodasestasconexionescomosimplesorgidassin considerarsituacionesintermedias.Sinembargo,alhacerestoparauna conexin verdaderamente semi-rgida, se pasara por alto una oportunidad de reducir momentos en forma apreciable. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 301 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS grasviajerasseescuadranantesdeenviarlosoobra;estasimulacinde ensamblepuedesertanrealqueinclusoselecolocancontraventeosy accesoriosqueelproyectoindicacomoseveenlafigura6.30;dondedentro del taller se levantaron columnas simulando el ensamble 6.5 Soldadura de taller Ya hemos comentado bastante referente al proceso de soldadura; su diseo, calculoyaplicacinsinembargo;enestetematrataremosalgunas recomendaciones de su aplicacin durante el proceso de fabricacin (Tambin aplica para soldadura en el montaje). 6.5.1 Seguridad en el proceso de soldadura. Figura 6.30 Pre-ensamble dentro del taller Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 302 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Cuando se realiza una soldadura al arco durante la cual ciertas partes conductoras de energa elctrica estn al descubierto, el operador tiene que observar con especial cuidado las reglas de seguridad, a fin de contar con la mxima proteccin personal y tambin proteger a las otras personas que trabajan a su alrededor.En la mayor parte de los casos, la seguridad es una cuestin de sentido comn. Los accidentes pueden evitarse si se cumplen las siguientes reglas:Equipo de proteccin personal como lo muestra la figura 6.31. Tambinesimportante:Evitartenerenlosbolsillostodomaterialinflamable Figura 6.31 Equipo de seguridad personal Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 303 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS comocerillos,encendedoresopapel.Nousarropadematerialsinttico,use ropa de algodn. Proteccin de la vistaLaproteccindelavistaesunasuntotanimportantequemerece consideracinaparte.Elarcoelctricoqueseutilizacomofuentecalricay cuya temperatura alcanza sobre los 4.000 C, desprende radiaciones visibles y novisibles.Dentrodeestasltimas,tenemosaquellasdeefectomsnocivo comosonlosrayosultravioletaseinfrarrojos.Enlafigura6.32sevela penetracindeestosrayosenlaretina;cuandoseusanlentesprotectores, estos filtran los rayos convirtindolos en rayos luminosos. Eltipodequemaduraqueelarcoproduceenlosojosnoespermanente, aunquesesextremadamentedolorosa.Suefectoescomotenerarena Figura 6.32 Influencia de los rayos sobre el ojo humano Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 304 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS calienteenlosojos.Paraevitarla,debeutilizarseunlenteprotector(vidrio inactnico)queajustebieny,delante deste,para su proteccin,siempre hay quemantenerunacubiertadevidriotransparente,laquedebesersustituida inmediatamenteencasodedeteriorarse.Afindeasegurarunacompleta proteccin,ellenteprotectordebeposeerladensidadadecuadaalprocesoe intensidaddecorrienteutilizada.Latabla6.3nosindicacomoseleccionarel lente adecuado:Escaladelentesausar(engrados),deacuerdoalprocesodesoldaduray arcorizado (arco-aire) Nota: las reas oscuras corresponden a los rangos en donde la operacin de soldadura no es normalmente usada. Seguridad al usar una mquina soldadoraAntesdeusarlamquinadesoldaralarcodebeguardarseciertas precauciones,conocersuoperacinymanejo,comotambinlos accesorios y herramientas adecuadas.Paraejecutareltrabajoconfacilidadyseguridad,debeobservarseciertas reglas muy simples: MAQUINA SOLDADORA (Fuente de Poder)Tabla 6.3 Escala de vidrios a utilizar de acuerdo al proceso Tabla 6.3 Escala de vidrios a utilizar de acuerdo al proceso Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 305 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Circuitos con Corriente: Enlamayoradelostallereselvoltajeusadoes220 380volts.Eloperador debe tener en cuenta el hecho que estos son voltajes altos, capaces de inferir graves lesiones. Por ello es muy importante que ningn trabajo se haga en los cables,interruptores,controles,etc.,antesdehabercomprobadoquela mquinahasidodesconectadadelaenerga,abriendoelinterruptorpara desenergizar el circuito como lo muestra la figura 6.32. Cualquier inspeccin en la mquina debe ser hecha cuando el circuito ha sido desenergizado. Lnea a Tierra:Todocircuitoelctricodebetenerunalneaatierraparaevitarquelaposible formacindecorrientesparsitasproduzcaunchoqueelctricoaloperador, cuandoste,porejemplo,llegueaponerunamanoenlacarcazadela mquina. Nunca opere una mquina que no tenga su lnea a tierra. Como se ve en la figura 6.34 Figura 6.33 Circuito abajo para desenergizar Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 306 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Cambio de Polaridad:El cambio de polaridad se realiza para cambiar el polo del electrodo de positivo (polaridad invertida) a negativo (polaridad directa); como se observa en la figura 6.35. No cambie el selector de polaridad si la mquina est operando, ya que al hacerlo saltar el arco elctrico en los contactos del interruptor, destruyndolos. Sisumquina soldadorano tiene selectordepolaridad,cambielos terminales cuidando que sta no est energizada. Figura 6.34 En la conexin a tierra se usara cualquier conductor, metlico quetoque el elemento a soldar Figura 6.35 Cambio de polaridad Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 307 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Cambio del Rango de Amperaje: Enlasmquinasquetienen2omsescalasdeamperajenoes recomendable efectuar cambios de rango cuando se est soldando, esto puede producirdaosenlastarjetasdecontrol,uotroscomponentestalescomo circuitos, diodos, transistores, etc. En la figura 6.36 se observa la realizacin del cambio de amperaje. En mquinas con clavijas no se debe cambiar el amperaje cuando el equipo estsoldandoyaqueseproducenseriosdaosenloscontactoselctricos, causados por la aparicin de un arco elctrico al interrumpir la corriente.Enmquinasdecontrolmanualmvil,noesaconsejableregularelamperaje soldando, puesto que se puede daar el mecanismo que de la biela de control Lnea a Tierra Circuito de Soldadura:Cuando no est en uso el porta electrodos, nunca debe ser dejado encima de la mesaoencontactoconcualquierotroobjetoquetengaunalneadirectaala superficie donde se suelda. El peligro en este caso es que el porta electrodo, en contactoconelcircuitoatierra,provoqueeneltransformadordelequipoun cortocircuitocomoseapreciaenlafigura6.37.Lasoldaduranoesuna Figura 6.36 Cambio de rango de amperaje Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 308 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS operacinriesgosasiserespetanlasmedidaspreventivasadecuadas.Esto requiereunconocimientodelasposibilidadesdedaoquepuedenocurriren lasoperacionesdesoldaryunaprecaucinhabitualdeseguridadporel operador. EMAS GENERALES DE SOLDADURA Riesgos de Incendio:Nunca se debe soldar en la proximidad de lquidos inflamables, gases, vapores, metales en polvo o polvos combustibles. Como se ilustra en la figura 6.38 Cuandoelreadesoldaduracontienegases,vaporesopolvos,esnecesario mantener perfectamente aireado y ventilado el lugar mientras se suelda.Nuncasoldarenlavecindaddematerialesinflamablesodecombustiblesno protegidos. Figura 6.37 Circuito de soldadura Figura 6.38 Riesgo de incendio al soldar Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 309 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Ventilacin:Soldarenreasconfinadassinventilacinadecuadapuedeconsiderarseuna operacin arriesgada, porque al consumirse el oxgeno disponible, a la par con elcalordelasoldadurayelhumorestante,eloperadorquedaexpuestoa severas molestias y enfermedades; por tal motivo se debe tener una extraccin de humos al soldar como se observa en la figura 6.39 Humedad:La humedad entre el cuerpo y algomojado forma una lnea a tierra que puede conducircorrientealcuerpodeloperadoryproducirunchoqueelctrico;la figura6.40representadescargasquepuedengenerarsealsoldarsuperficies mojadas.Eloperadornuncadebeestarsobreunapozaosobresuelohmedocuando suelda, como tampoco trabajar en un lugar hmedo.Figura 6.39 Extraccin de humo al soldar Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 310 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Deberconservarsusmanos,vestimentaylugardetrabajocontinuamente secos. Riesgos de IncendioV Seguridad en Soldadura de EstanquesSoldarrecipientesquehayancontenidomaterialesinflamablesocombustibles esunaoperacindesoldaduraextremadamentepeligrosa.Acontinuacinse detallan recomendaciones que deben ser observadas en este tipo de trabajo:a) Preparar el estanque para su lavado:Lalimpiezaderecipientesquehayancontenidocombustiblesdebeser efectuada slo por personal experimentado y bajo directa supervisin.Nodebeemplearsehidrocarburosclorados(talescomotricloroetilenoy tetracloruro de carbono), debido a que se descomponen por calor o radiacin Figura 6.40 Corriente generada por humedad Circuito de soldadura Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 311 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS de la soldadura, para formar fosfgeno, gas altamente venenoso.b) Mtodos de lavado: La eleccin del mtodo de limpieza depende generalmente de la sustancia contenida. Existen tres mtodos: agua, solucin qumica caliente y vapor.c) Preparar el estanque para la operacin de soldadura: Al respecto existen dos tratamientos: Agua Gas CO2-N2 El proceso se observa en la figura 6.41 y consiste en llenar el estanque a soldar con alguno de stos fluidos, de tal forma que los gases inflamables sean desplazados desde el interior. Figura 6.41 Seguridad al soldar estanques de agua Circuito de soldadura Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 312 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 6.5.2 Costos en la soldadura en funcin de la materia prima IntroduccinCadatrabajodesoldadurapresentaaldiseadorycalculistasuspropias caractersticasydificultades,porlocual,elmodelodecostosquea continuacinsedesarrolla,proponeunrangodegeneralidadamplioque permite abarcar cualquier tipo de aplicacin. Por otro lado, se intenta enfocar el problemaconunequilibriojustoentrelaexactitudylasimplicidad,esdecir proponiendofrmulasdecostosdefcilaplicacin,auncuandoellosignifique eliminartrminosdeincidencialeveenelresultadobuscado.Latabla6.4 presenta unas formulas de base de costos de la soldadura Nota: A continuacin se definen conceptos previamente mencionados, adems derangosconvaloresdelosparmetrosquesonnormalesentodala industria de la soldadura.1. Peso metal depositado:Latabla6.5representalacantidaddemetaldeaportenecesariopara completarunauninsoldada.Relacinparadeterminarpesometal depositado.Pmd = rea Seccional x longitud x densidad aporte. Cantidad de material de aporte depositado en una unidad de tiempo.Tabla 6.4 Bases de clculo del costo por metro lineal Circuito de soldadura Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 313 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 2. Eficiencia de aportacin: La tabla 6.6 representa la relacin entre el metal efectivamente depositado en porcentaje segn el proceso y tipode electrodos requeridos para efectuar ese depsito 3. Velocidad de Deposicin: Las tablas 6.7 ilustran grficamente la cantidad de material de aporte depositado en una unidad de tiempo dependiendo el proceso de soldadura Tabla 6.6 Eficiencia de aporte segn el procesoTabla 6.5 Material depositado de acuerdo al tipo de unin Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 314 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Tabla 6.7(b) Velocidad de deposicin con arco sumergidoTabla 6.7(a) Velocidad de deposicin con electrodo manual Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 315 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Tabla 6.7(d) Velocidad de deposicin con MIG solidoTabla 6.7(c) Velocidad de deposicin con MIG tubular con proteccin Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 316 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS FactordeOperacin:Sedefinecomolarelacinentreeltiempoenqueha existido arco y el tiempo real o tiempo total pagado Proceso Factor de Operacin (%) Electrodo Manual5-30 MIG Slido10-60 MIG Tubular10-60 TIG5-20 Arco Sumergido50-10 Tabla 6.7(e) Velocidad de deposicin con MIG tubular sin proteccin Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 317 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Flujo Gas: Cantidad de gas necesario para proteccin por unidad de tiempo. Factor de Uso de Fundente: Cantidad de fundente efectivamente empleado por kg. de alambre depositado. Eneldiseoofabricacindecualquiercomponente,haytresconsideraciones fundamentalesquedebenestarsiemprepresentes.EFICIENCIA,COSTOy APARIENCIA 6.5.3 Costo de la soldadura en funcin del procesoEsespecialmenteimportante,cuandoesaltoocuandorepresentauna proporcin significativa del total estimado para un proyecto o un contrato. Como lasoldaduraestrelacionadadirectamenteaotrasoperaciones,nuncadebe serconsideradaycosteadaaisladamente.Cualquieroperacindefabricacin de productos incluye generalmente: 1. Abastecimiento y almacenamiento de materias primas 2. Preparacin de estos materiales para soldadura corte, etc. 3. Armado de los componentes 4. Soldadura. 5. Operaciones mecnicas subsecuentes 6. Tratamientos Trmicos. 7. Inspeccin. Dadoquecadaunadeestasoperacionesrepresentaungasto,esposible Proceso Proceso Flujo Gas (m3/hr) MIG Slido 0.8-1.2 MIGTubular1.0-1.4 TIG0.5-1.0 Proceso Factor de uso fundente (%) Arco Sumergido80-100 Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 318 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS representar la composicin del costo total, como se indica en la figura 6.42 Enesteejemplo,elcostodematerial,costodesoldadurayoperaciones mecnicasrepresentan30%,40%y15%respectivamentedelcostototal;el costo de las tres ltimas operaciones constituye slo un 15% del total. Es por lo tanto evidente, que la operacin de soldadura misma es importante y debe ser adecuadamentecosteadayexaminadaendetalle,paradeterminardonde efectuar reducciones efectivas de costo Composicin del Costo de SoldaduraLos principales componentes del costo de soldadura son:a) Costo de Consumibles (electrodo, fundente gases de proteccin, electricidad, etc.) b) Costo de Mano de Obra. c) Gastos Generales. Figura 6.42 Costo del proceso de soldadura Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 319 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Costo de ConsumiblesAl considerar que existen numerosos procesos de soldadura y que cada uno tiene rendimientos diferentes, la cantidad total de consumibles que deben ser adquiridos vara considerablemente entre uno y otro.Los dos primeros items son costos directos de soldadura. Sin embargo, gastos generales incluye numerosos items indirectamente asociados con la soldadura, comoson:depreciacin,mantencin,capacitacindepersonal,supervisin tcnica, etc.La tabla 6.8 indica los requerimientos de consumibles para varios procesos de soldadura: El nico consumible cuyo costo no ha sido considerado es la energa elctrica. Para todos los procesos de soldadura por fusin, puede ser considerado aproximadamente como 4,0 KW hr/kg. de soldadura de acero depositado. Esto toma en cuenta la prdida de energa en el equipo, como tambin el mximo de Tabla 6.8 Requerimientos de consumibles Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 320 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS carga KVA, y es por lo tanto un valor promedio.Sin embargo, el costo de energa se puede determinar a travs de la siguiente relacin:Costo Mano de ObraCon excepcin de ciertas aplicaciones semi-automticas y automticas, el costo demanodeobra,hoyenda,representalaproporcinmssignificativadel costo total en soldadura.El costo de mano de obra para producir una estructura soldada, depende de la cantidaddeSoldaduranecesaria,VelocidaddeDeposicin,Factorde Operacin y Valor de Mano de Obra.ElFACTORDEOPERACIONhasidodefinidocomolaraznentreeltiempo realdearcoytiempototalquesepagaaloperadorexpresadoenporcentaje. As el intervalo de factores de operacin, depender del proceso de soldadura y su aplicacin.El diseo de la unin decide la cantidad de soldadura requerida y a menudo la intensidaddeenergaquesedebeemplearalsoldar.Sinembargo,losdos principalesitemsquecontrolanloscostosdemanodeobrasonvelocidadde deposicinyfactordeoperacincomoseveenlagraficarepresentadaenla figura 6.43.

Figura 6.43 Mtodo de aplicacin y factor de operacin. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 321 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Lasgraficasdelafigura6.44muestranlasrelacionesgeneralesentre: velocidad de deposicin y costo de mano de obra.Ellado(A)muestraquelacantidaddedeposicinaumentaamedidaquees elevada la corriente de soldadura.Esto se aplica generalmente a todos los 15 procesos de Soldadura al Arco El lado (B) muestra que en cantidades altas de deposicin, los costos de mano de obra por kilo de metal depositado tienden a disminuir.Costos de Mano de Obra por Kilo SELECCION DEL ELECTRODO ADECUADO Para escoger el electrodo adecuado es necesario analizar las condiciones de trabajo en particular y luego determinar el tipo y dimetro de electrodo que ms se adapte a estas condiciones.Este anlisis es relativamente simple, si el operador se habita a considerar los siguientes factores:1 Naturaleza del metal base.2 Dimensiones de la seccin a soldar.Figura 6.44 Intensidad de corriente (A) y Costo de mano de obra (B) Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 322 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 3Tipo de corriente que entrega su mquina soldadora.4 En qu posicin o posiciones se soldar.5Tipo de unin y facilidad de fijacin de la pieza. 1Si el depsito debe poseer alguna caracterstica especial, como son: resistencia a la corrosin, gran resistencia a la traccin, ductilidad, etc.2Si la soldadura debe cumplir condiciones de alguna norma o especificaciones especiales. Despus de considerar cuidadosamente los factores antes indicados, el Gerente de produccin no debe tener dificultad en elegir un electrodo, el cual le dar un arco estable, depsitos parejos, escoria fcil de remover y un mnimo de salpicaduras, que son las condiciones esenciales para obtener un trabajo ptimo. ALMACENAMIENTO DE ELECTRODOS Todos los revestimientos de electrodos contienen H2O. Algunos tipos como los celulsicos requieren un contenido mnimo de humedad para trabajar correctamente (4% para un AWS E-6010). En otros casos, como en los de bajo hidrgeno, se requieren niveles bajsimos de humedad; 0.4% para la serie 70 (Ej. 7018), 0.2% para la serie 80 (Ej. E-8018); 0.15% para las series 90, 100, 110 y 120 (Ej. 9018, 11018, 11018 y 12018).Este tema es de particular importancia cuando se trata de soldar aceros de baja aleacin y alta resistencia, aceros templados y revenidos o aceros al carbono-manganeso en espesores gruesos.Lahumedaddelrevestimientoaumentaelcontenidodehidrgenoenelmetal de soldadura y de la zona afectada trmicamente (ZAT).Este fenmeno puede originar fisuras en aceros que presentanuna estructura frgil en la ZAT, como losmencionadosanteriormente.Paraevitarqueestoocurrasedebeemplear electrodosqueaportenlamnimacantidaddehidrgeno(electrodosbajo hidrgeno, Ej. 7018), y adems un procedimiento de soldadura adecuadopara el material base y tipo de unin (precalentamiento y/o post-calentamiento segn sea el caso).De todo lo anterior se puede deducir fcilmente la importancia que tiene el buen almacenamientodeloselectrodos.Deellodependequelosporcentajesde Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 323 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS humedadsemantengandentrodeloslmitesrequeridosyaselelectrodo conserve las caractersticas necesarias para producir soldaduras sanas y libres de defectos.Comolascondicionesdealmacenamientoyreacondicionamientoson diferentesparalosdiversostiposdeelectrodos,seagrupoaaquelloscuyas caractersticassonsemejantes,afindefacilitarlaobservacindeestas medidas.Previamente definiremos los siguientes conceptos:A. Condiciones de Almacenamiento:Son aquellas que se deben observar al almacenar en cajas cerradas.En Tabla 6.9 se dan las recomendaciones para el acondicionamiento de depsitos destinados al almacenamiento de electrodos.B. Condiciones de Mantencin:Sonlascondicionesquesedebenobservarunavezqueloselectrodosse encuentran fuera de sus cajas. En Tabla 6.10 se indican estas condiciones.C. Reacondicionamiento o resecado:Aquelloselectrodosquehanabsorbidohumedadmsalldeloslmites recomendados por la norma requieren ser reacondicionados, a fin de devolver a los electrodos sus caractersticas. En los electrodos sus caractersticas.En Ia tabla6.9seindicanlasrecomendacionesparaelreacondicionamientode electrodos.Laoperacinderesecadonoestansimplecomoparece.Deberealizarseen hornos con circulacin de aire. En el momento de introducir los electrodos en el horno, la temperatura del mismo no debe superar los 100C y las operaciones de calentamiento y enfriamiento deben efectuarse a una velocidad de alrededor de 200C/H, para evitar la fisuracin y/o fragilizacin del revestimiento. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 324 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Algunasrecomendacionessobreelusodeelectrodosbajohidrgeno;se encuentran indicadas en Tabla 6.11 y son una gua para el uso, que surge de la experiencia y de los resultados de distintas investigaciones. Tabla 6.9 Condiciones de almacenamiento y mantencin de electrodos Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 325 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Tabla 6.10 Recomendaciones para el resecado de electrodos Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 326 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Tabla 6.11 Recomendaciones para el uso de electrodos de bajo hidrgeno Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 327 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 6.5.3 Problemas y defectos comunes de la soldadura y posibles causas Aunque ya se menciono en el capitulo 5.10.6; ahora repasaremos ese mismo tema pero proponiendo soluciones para esos defectos (consideremos siempre que quien aplique la soldadura es personal calificado). Las figuras 5.45; representan del lado izquierdo los diferentes defectos en la soldadura y del lado derecho aparecen las causas probables y su recomendaciones para evitarlas. Figura 6.45(a) Defecto de mal aspecto Figura 6.45(b)Defecto de penetracin excesiva Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 328 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Figura 6.45(c) Defecto de salpicadura excesiva Figura 6.45(d) Defecto de arco desviado Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 329 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Figura 6.45(f) Defecto de soldadura agrietada Figura 6.45(e) Defecto de soldadura porosa Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 330 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Figura 6.45(h) Defecto de soldadura quebradiza Figura 6.45(g) Defecto de soldadura con comba Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 331 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Figura 6.45(j) Defecto de falta de fusin Figura 6.45(i) Penetracin incompleta Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 332 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Figura 6.45(k) Defecto de soldadura con distorsin (deformacin) Figura 6.45(l) Defecto de soldadura con socavado Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 333 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS 6.5.4 Sistema arco manualDescripcin del ProcesoElsistemadesoldaduraArcoManual,sedefinecomoelprocesoenquese unendosmetalesmedianteunafusinlocalizada,producidaporunarco elctrico entre un electrodo metlico y el metal base que se desea unir.La soldadura al arco se conoce desde fines del siglo pasado. En esa poca se utilizaba una varilla metlica descubierta que serva de metal de aporte.Prontosedescubriqueeloxgenoyelnitrgenodelaatmsferaeran causantesdefragilidadyporosenelmetalsoldado,porloquealncleo metlicoseleagregunrevestimientoquealquemarsesegasificaba, actuandocomoatmsferaprotectora,alavezquecontribuaamejorar notablemente otros aspectos del proceso; como se aprecia en la figura 6.46 El electrodo consiste en un ncleo o varilla metlica, rodeado por una capa de revestimiento,dondeelncleoestransferidohaciaelmetalbaseatravsde una zona elctrica generada por la corriente de soldadura.Elrevestimientodelelectrodo,quedeterminalascaractersticasmecnicasy qumicasdelaunin,estconstituidoporunconjuntodecomponentes minerales y orgnicos que cumplen las siguientes funciones:1Producir gases protectores para evitar la contaminacin atmosfrica y gases ionizantes para dirigir y mantener el arco.2Producir escoria para proteger el metal ya depositado hasta su solidificacin.3Suministrar materiales desoxidantes, elementos de aleacin e hierro en polvo. Figura 6.46 Principio del proceso de arco manual Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 334 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS ELECTRODOS PARA SOLDAR ACERO AL CARBONOProcedimiento para soldar con arco manual Los mejores resultados se obtienen manteniendo un arco mediano, con lo que se logra una fusin adecuada, permitiendo el escape de gases adems de controlar la forma y apariencia del cordn.Para filetes planos y horizontales, conviene mantener el electrodo en un ngulo de 45respecto a las planchas, efectuar un pequeo avance y retroceso del electrodo en el sentido de avance. Con ello se logra una buena fusin al avanzar, se controla la socavacin y la forma del cordn al retroceder al crter.Para filetes verticales ascendentes, se mantiene el electrodo perpendicular a la plancha movindolo en el sentido de avance. El movimiento debe ser lo suficientemente rpido y la corriente adecuada para permitir alargar el arco y no depositar cuando se va hacia arriba, para luego bajar al crter y depositar el metal fundido, controlando la socavacin y ancho del cordn.La soldadura sobrecabeza se ejecuta en forma similar a la horizontal, pero la oscilacin en el sentido de avance debe ser mayor para permitir que el metal depositado en el crter se solidifique.Cuando se suelda vertical descendente, el cordn de raz se hace con un avance continuo, sin oscilar, y la fuerza del arco se dirige de tal manera que sujete el bao de fusin. Para los pases sucesivos se puede usar una oscilacin lateral. 6.5.5 Sistema MIGDescripcin del ProcesoEl sistema MIG fue introducido a fines del ao 1940. El proceso es definido por la AWS como un proceso de soldadura al arco, donde la fusin se produce por calentamiento con un arco entre un electrodo de metal de aporte continuo y la pieza, donde la proteccin del arco se obtiene de un gas suministrado en forma externa,elcualprotegeelmetallquidodelacontaminacinatmosfricay ayuda a estabilizar el arco.La figura 6.47 indica esquemticamente una soldadura por sistema MIG Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 335 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS En el sistema MIG, un sistema de alimentacin impulsa en forma automtica y a velocidadpredeterminadaelalambre-electrodohaciaeltrabajoobaode fusin, mientras la pistola de soldadura se posiciona a un ngulo adecuado y se mantiene una distancia tobera-pieza, generalmente de 10 mm.ElsistemaMIGposeecualidadesimportantesalsoldaraceros,entrelasque sobresalen:1El arco siempre es visible para el operador.2La pistola y los cables de soldadura son ligeros, haciendo muy fcil su manipulacin.3Es uno de los ms verstiles entre todos los sistemas de soldadura.4Rapidez de deposicin.5Alto rendimiento.6Posibilidad de automatizacin.Figura 6.47 Representacin del sistema MIG Figura 6.46 Principio del proceso MIG Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 336 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Diagrama esquemtico del equipo MIGEl sistema MIG, se representa en la figura 6.48 y requiere del siguiente equipo:1Una mquina soldadora2Un alimentador que controla el avance del alambre. a la velocidad requerida.3. Una pistola (antorcha) de soldar para dirigir directamente el alambre al rea de soldadura.4. Un gas protector, para evitar la contaminacin del bao de soldadura 5. Un carrete de alambre de tipo y dimetro especfico. Resumen del ProcesoElsistemaMIGesunprocesodesoldaduraporarcoelctrico,enelcualun alambre es automtica y continuamente alimentado hacia la zona de soldadura aunavelocidadconstanteycontrolada.Elreadesoldadurayarcoestn debidamenteprotegidasporunaatmsferagaseosasuministrada externamente, que evita la contaminacin.Elvoltaje,amperajeytipodegasdeproteccin,determinanlamaneraenla Figura 6.48 Diagrama de equipo del sistema MIG Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 337 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS cualsetransfiereelmetaldesdeelalambre-electrodoalbaodesoldadura. Paracomprendermejorlanaturalezadeestasformasdetransferenciaenel sistema MIG, a continuacin las detallaremos.Transferencia MetlicaEnsoldaduraMIG,lasgotasdemetalfundidosontransferidasatravsdel arco,desdeunalambre-electrodoalimentadocontinuamente,alazonade soldadura.Enlafigura6.49seesquematizaelproceso;paraundimetrodadode electrodo (d), con una proteccin gaseosa, la cantidad de corriente determina el tamaodelasgotas(D)yelnmerodeellasquesonseparadasdesdeel electrodo por unidad de tiempo:ZonaA:Avaloresbajosdeamperaje,lasgotascrecenaundimetroquees varias veces el dimetro del electrodo antes que stas se separen. La velocidad de transferencia a bajos amperajes es slo de varias gotas por segundo.Zona B: A valores intermedios de amperaje, el tamao de las gotas separadas decrecerpidamenteauntamaoqueesigualomenorqueeldimetrodel electrodo, y la velocidad de separacin aumenta a varios cientos por segundo.ZonaC:Avaloresaltosdeamperaje,lavelocidaddeseparacinaumentaa medida que se incrementa la corriente, las gotas son bastante pequeas.Existen tres formas de transferencia metlica:1Transferencia Spray o de Roco.2Transferencia Globular.3Transferencia en Corto-Circuito. Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 338 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Transferencia SprayElmetalestransportadoaaltavelocidadenpartculasmuyfinasatravsdel arco.Lafuerzaelectromagnticaesbastantefuerteparaexpulsarlasgotas desdelapuntadelelectrodoenformalinealconelejedelelectrodo,sin importarladireccinalacualelelectrodoestapuntando.Setiene transferencia Spray al soldar, con Argn, acero inoxidable y metales no ferrosos Figura 6.49 Transferencia metlica Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 339 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS como el aluminio; el principio de este proceso se puede ver en la figura 6.50 Transferencia GlobularEl metal se transfiere en gotas de gran tamao. La separacin de las gotas ocurre cuando el peso de stas excede la tensin superficial que tiende a sujetarlas en la punta del electrodo; como se aprecia en la figura 6.51. La fuerza electromagntica que actuara en una direccin para separar la gota, es pequea en relacin a la fuerza de gravedad en el rango de transferencia globular (sobre 250 Amps.) La transferencia globular se utiliza para soldar acero dulce en espesores mayores a 1/2" (12,7 mm.), en que se requiere gran penetracin Figura 6.50 Principio de transferencia en Spray Figura 6.51 Principio de transferencia globular Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 340 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Transferencia por Corto CircuitoEn la figura 6.52 se puede ver que el metal no es transferido libremente a travs delarco,sinoquesedeposita,cuandolapuntadelelectrodotocaelmetal base. Los cortos circuitos producidos por el contacto del electrodo con el bao fundido,ocurrenconmucharegularidad,hasta200omsvecesporsegundo. Elresultadofinalesunarcomuyestableusandobajaenerga(inferiora250 Amps.) y bajo calor. El bajo calor reduce a un mnimo la distorsin, deformacin del metal y otros efectos metalrgicos perjudiciales. Esta transferencia metlica se obtiene en presencia de dixido de carbono (CO2). Lafigura6.53ilustra,pormediodetrazososcilogrficos,lasecuenciadel voltaje y de la corriente durante un ciclo tpico de soldadura por corto circuito. Figura 6.52 Principio de transferencia por corto circuito Figura 6.53 Ciclo de corriente y voltaje Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 341 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Electrodos y Proteccin GaseosaElpropsitoprincipaldelgasdeproteccinesdesplazarelaireenlazonade soldadura y as evitar su contaminacin por nitrgeno, oxgeno y vapor de agua. Estas impurezas afectan las propiedades del metal de soldadura. Gases ProtectoresGases inertes y activos se emplean en el sistema MIG. Cuando se desea soldar metales no ferrosos, se emplea gases inertes debido a que ellos no reaccionan con los metales. Los gases inertes usados en sistema MIG son: Argn, Helio y mezclas de Argn-Helio.Sinembargo,enlasoldadurademetalesferrosossepuedeempleargases inertes o activos. Gases activos como: Dixido de Carbono, Mezclas de Dixido deCarbono,ogasesprotectoresquecontienenalgnporcentajedeOxgeno. Estos gases no son qumicamente inertes y pueden formar compuestos con los metales.Hay varios factores que es necesario considerar al determinar el tipo de gas de proteccin a emplear. Estos son:1.- Tipo de metal base.2.- Caractersticas del arco y tipo de transferencia metlica.3.- Velocidad de soldadura..4.- Tendencia a provocar socavaciones.5.- Penetracin, ancho y forma del depsito de soldadura

6.- Disponibilidad 7.- Costo del gas 8. -Requerimientos de propiedades mecnicas. La tabla 6.12 indica aplicaciones, caractersticas y mezclas ms comunes en la soldadura empleadas por el sistema MIG: Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 342 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Mquinas SoldadorasEnesteprocesolamquinadesoldarmsempleadaesaquelladeltipo corrientecontinuaydevoltajeconstante,osea,unamquinaquemantiene voltajeconstanteenelarco,sinqueloafectenvariacionesdecorrienteenel arco.Esimportantesealar,queestetipodemquinadesoldarpuedeser usada slo para soldadura semiautomtica. La curva caracterstica de este tipo de mquina se indica en la figura 6.54 Tabla 6.12 Caractersticas en la soldadura para el sistema MIG Figura 6.54 Corriente contra voltaje Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 343 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS Cuando se usa una mquina de soldar de tipo voltaje constante, existen pocos cambiosenelresultadodelvoltajedelarco,comparadoconelcambio relativamente grande en la corriente de soldadura. Por ejemplo, como se puede verenlafigura,6.54lalongituddelarcoseacorta,aumentanotablementela corrientedesoldadura.Estoproduceunaumentodelpromediodeconsumo, equilibrando la longitud del arco al nivel deseado.Elprincipioestbasadoenelhechodequelamquinadesoldardevoltaje constante cambia la salida de corriente, para poder obtener la cada de tensin apropiada en el secundario del sistema de soldadura.En este sistema, el ajuste de la longitud del arco es controlado al fijarse la magnitud del voltaje en la mquina de soldar, mientras que la corriente de soldar est controlada por medio de la velocidad en el alimentador de alambre TABLA DE REGULACION DEL SISTEMA MIG La tabla 6.13 indica la regulacin para uniones a tope con alambre solido en aceros de mediana y baja aleacin Tabla 6.13 Regulacin de la maquina Elaboro: Ing. Francisco Rodrguez Lezama 344 DISEOS ESTRUCTURALES DE ACERO S.A. DE C.V. www.deasaingenieria.com.mx D.E.A.S.A. INGENIERIA GARANTIZADA ESIME-AZCAPOTZALCO ACADEMIA DE PROYECTO MATERIA: ESTRUCTURAS PROCESO MIG. La AWS clasifica los alambres slidos, usando