uniones soldadas presentación wests arco

Ing. JUAN HERNANDO REYES

Uniones Soldadas

Se define la unión o junta soldada como aquella configuración geométrica, constituida por dos o más partes, generalmente biseladas, las cuales se conforman mediante depósitos de soldadura.

Diseño de uniones soldadasLos factores más importantes a tener en cuenta en el

diseño de las uniones soldadas son: Determinación de las condiciones de esfuerzos a

soportar.Soldabilidad de los materiales base a unir.Geometría de las juntas a efectuar.Materiales de aporte a utilizar.Tratamientos térmicos requeridos.Condiciones especiales en servicio del conjunto

soldado.

Los ingenieros de diseño y producción son responsables del diseño y de la selección de las juntas más apropiadas.Existe una relación directa entre las juntas soldadas, los tipos de depósito de soldadura aplicados y la simbología empleada.El uso del lenguaje adecuado, hace mucho más fácil la comunicación entre todo el personal que interviene en un proyecto de soldadura.

UNIONES O JUNTAS SOLDADAS

EXISTEN CINCO (5) TIPOS BÁSICOS DE JUNTAS

•Junta a tope

•Junta de esquina

•Junta en te

•Junta a traslape o solape

•Junta de borde

EN 1.994 FUERON AGREGADAS EN EL ESTÁNDAR AWS A3.0 DOS TIPOS DE JUNTAS MÁS:

•Junta en pestaña

•Junta de empalme

TIPOS DE JUNTAS SOLDADAS

TIPOS DE JUNTAS

TIPOS DE JUNTAS (CONT.)


(D) Junta a Traslape


(E) Junta de Borde

JUNTA EN PESTAÑA

Está formada por uno de los cinco tipos básicos de juntas empleadas.

JUNTAS A TOPE DE EMPALME

En este tipo de juntas una pieza adicional se traslapa sobre la junta, y se aplican depósitos de soldadura en cada uno de los miembros de la junta.

Uno de los aspectos importantes para el diseño de las juntas soldadas corresponde al tipo de depósito de soldadura que se aplica en la junta. Estos tipos son:Depósito de Soldadura de ranura o de chaflán.De filete.De tapón (Plug).De ojal (Slot).De espárragos (stud).Por puntos.Por proyección.De costura.De respaldo.De recargue (Recubrimientos).

TIPOS DE DEPÓSITOS DE SOLDADURA

Los depósitos de soldadura de ranura o de chaflán presentan los siguientes tipos de biseles:Chaflán cuadradoChaflán inclinadoBisel en VBisel en JChaflán en VChaflán en UBisel en V ensanchado o acampanadoChaflán en V ensanchado o acampanado

TIPOS DE RANURA

Los símbolos empleados en soldadura, suministran la información completa de las características de los depósitos aplicados, los cuales se deben interpretar en los planos.

Los símbolos le indican al inspector de soldadura, al supervisor, al ingeniero, al diseñador , al dibujante, etc., cual es la técnica necesaria en cada junta soldada, para satisfacer los requerimientos de resistencia del material y las condiciones de servicio.

SIMBOLOGÍA DE LA SOLDADURA

SÍMBOLOS BÁSICOS DE SOLDADURA

BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS

• Las figuras que se muestran a continuación muestran las formas básicas de los biseles ó bordes de las juntas, usadas en diferentes ensambles metálicos.


1. Bisel cuadrado:


2. Bisel en V


3. Bisel doble en V o en K


4. Bisel en J sencillo:


5. Bisel en J doble:


6. Extremo o bisel en pestaña:


7. Bisel redondo:

ó

FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA JUNTAS A TOPE

Las siguientes figuras muestran la relación entre la apariencia del símbolo de soldadura y la combinación de los diferentes tipos de biseles.

FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA JUNTAS A TOPE (Cont.)

Soldadura a tope en canto por este lado

Pestaña a tope

FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA JUNTAS EN ESQUINA

FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA JUNTAS EN ESQUINA (cont.)

FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA JUNTAS EN T

FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA JUNTAS A TRASLAPE

FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA JUNTAS DE BORDE

FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA JUNTAS DE BORDE (Cont.)

PESTAÑA DE BORDE

Soldadura de bisel en V

Ensanchado aplicado aquí

PARTES DE UNA JUNTA SOLDADA

En general las principales partes son:

1. RAÍZ DE LA JUNTA: Es la zona a la cual se le aplica un depósito de soldadura, en donde los extremos de las partes a unir están más próximos . Su sección transversal puede mostrar un punto, una línea o un área.

RAÍZ DE LA JUNTA

La raíz de la junta se muestra mediante el área sombreada

PARTES DE UNA JUNTA SOLDADA (Cont.)

2. CARA DEL BISEL:Es la superficie de uno de los miembros que se incluye en la ranura de la junta.

3. CARA DE LA RAÍZ:Se conoce como el hombro del depósito de soldadura, y es la porción de la ranura o del bisel, que se encuentra dentro de la raíz de la junta.

4. BORDE DE LA RAÍZ: Corresponde a una línea ubicada en la parte más baja

de la raíz de la junta.

CARA DEL BISEL

CARA DE LA RAÍZ

Y

BORDE DE LA RAÍZ

PARTES DE UNA JUNTA SOLDADA (Cont.)5. ABERTURA DE RAÍZ:

Corresponde a la separación entre los biseles de la junta, ubicada en la parte más baja de la raíz.

6. BISEL:Es una preparación angular del borde, de una parte de la junta.

7. ÁNGULO DEL BISEL:Se define como el ángulo que forma una parte de la junta, con respecto a un plano perpendicular a la superficie de la misma.

8. ÁNGULO DE LA RANURA O DEL CHAFLAN:Se define como el ángulo total formado entre los biseles de la junta. El ángulo del bisel y el ángulo de la ranura para una junta con bisel simple, son iguales.

9. RADIO DE LA RANURA:Se aplica solamente a los biseles en J o en U.

10. PROFUNDIDAD DEL BISEL: Distancia entre la cara del bisel y el hombro o la raíz de la junta

ÁNGULO DEL BISEL

PROFUNDIDAD DEL BISEL

RADIO DEL BISEL

ÁNGULO DE RANURA O CHAFLAN

ABERTURA DE RAÍZ

Consideraciones para escoger la mejor Consideraciones para escoger la mejor junta soldadajunta soldada

1.1. Facilidad de acceso a la junta soldada.Facilidad de acceso a la junta soldada.

2.2. Tipos de procesos de soldadura que se utilizarán.Tipos de procesos de soldadura que se utilizarán.

3.3. Cumplimiento con el diseño estructural.Cumplimiento con el diseño estructural.

4.4. Costo de la soldadura.Costo de la soldadura.

5.5. Disponibilidad de mano de obra y equipos.Disponibilidad de mano de obra y equipos.

6.6. Control de la distorsión en la junta.Control de la distorsión en la junta.

TIPOS DE DEPÓSITOS DE SOLDADURA TIPOS DE DEPÓSITOS DE SOLDADURA ASOCIADOS CON LA SIMBOLOGÍAASOCIADOS CON LA SIMBOLOGÍA

1.1. Depósito de soldadura de ranura o de chaflán.Depósito de soldadura de ranura o de chaflán.2.2. de filete.de filete.3.3. de tapón (plug).de tapón (plug).4.4. de ojal (slot).de ojal (slot).5.5. de espárragos (studs).de espárragos (studs).6.6. por puntos.por puntos.7.7. por proyección.por proyección.8.8. de costura.de costura.9.9. Soldadura de respaldo.Soldadura de respaldo.10.10. Depósito de soldadura de recargue (recubrimientos).Depósito de soldadura de recargue (recubrimientos).

DEPÓSITOS DE SOLDADURA DE RANURA

1. CHAFLÁN O BISEL CUADRADO:Este tipo de depósito es el más económico, puesto que prácticamente no requiere preparación de los biseles y está limitada por el espesor de los miembros a soldar. No se recomienda en materiales con espesores mayores a ¼ de pulgada.

Es una soldadura aplicada en una ranura, chaflán o canal y es depositada entre los miembros de la junta. Hay ocho tipos:

2. BISEL DOBLE INCLINADO.

3. BISEL EN V.

4. BISEL SIMPLE.

5. BISEL EN U.

6. BISEL EN J.

7. BISEL EN V ENSANCHADO.

8. BISEL ENSANCHADO.

DEPÓSITO DE SOLDADURA DE RANURA (Cont.)

DEPÓSITO DE

SOLDADURA DE RANURA con chaflán sencillo y

doble.Chaflán en bisel sencillo Chaflán en bisel doble

Chaflán en V ensanchado sencillo

DEPÓSITO DE

SOLDADURA DE RANURA con chaflán

sencillo y doble (Cont.)

DEPÓSITO DE SOLDADURA DE FILETE• Se define como una soldadura de

sección transversal aproximadamente triangular que une dos superficies en ángulo recto, la una con respecto a la otra, el cual se aplica en juntas a traslape, juntas en T o juntas en esquina.

• Generalmente no requieren preparación de los bordes de la junta, pero si una buena limpieza de las superficies antes de soldar.

DEPÓSITO DE FILETE (Cont.)

Filete alrededor del diámetro de un agujero

Filete de pasos múltiples en junta en Te soldado por los dos lados.

La soldadura de filete puede ser intermitente o discontinua, con los pasos de las soldaduras enfrentados (en cadena) o intercalados.

DEPÓSITO DE FILETE (Cont.):

DEPÓSITO DE TAPÓN (PLUG)La soldadura de tapón es un depósito aplicado en un agujero circular en un miembro de la junta, en donde dichos miembros se funden.

DEPÓSITO DE OJAL (SLOT)Este tipo de depósito se aplicada en un agujero elongado en un miembro de la junta, en donde dichos miembros se funden.

DEPÓSITO DE SOLDADURA POR PUNTOS

• Este tipo de depósito se aplica entre y sobre miembros traslapados, en el cual la coalescencia puede empezar y ocurrir, en las superficies de contacto, o puede iniciar desde la superficie exterior de uno de los miembros de la junta.

• La soldadura por puntos normalmente se asocia con el proceso de soldadura por resistencia.

• Una forma muy efectiva de unir juntas a traslape en materiales delgados es mediante la aplicación de soldadura de arco por puntos.

SOLDADURA POR PUNTOS (Cont.)

Soldadura de arco por puntosSoldadura de resistencia por puntos

SOLDADURA DE COSTURA

Corresponde a una soldadura continua aplicada entre o sobre miembros traslapados en la cual la coalescencia puede empezar en las superficies de contacto o desde la superficie exterior de uno de los miembros de la junta.

Soldadura de costura por arco Soldadura de costura por resistencia

SOLDADURA DE BORDE

Corresponde a un depósito aplicado en una junta de borde, en una junta en pestaña a tope o en una junta en pestaña de esquina, en los cuales se funde el espesor total de los miembros de la junta.

Soldadura de borde en una pestaña a tope

Soldadura de borde en una pestaña de esquina

Consiste en la unión o fijación de un espárrago metálico o un accesorio similar, a una pieza o componente, que tenga una base plana.

SOLDADURA DE ESPÁRRAGOS

Soldadura de espárragos

SOLDADURA DE RECARGUE

Es un depósito de recubrimiento aplicado a la superficie de un metal para obtener ciertas propiedades o dimensiones determinadas.

Soldadura de recargue

SOLDADURA DE RECARGUE (CONT.)

Aplicaciones:

1. Reconstrucción: Éste tipo de recubrimiento se usa para conseguir las dimensiones requeridas en la reparación o reconstrucción de una pieza.

2. Recubrimiento (enmantequillado – buttering): Utilizado para conseguir compatibilidad metalúrgica entre las capas de metal de aporte depositado y los metales base de la junta.

3. Cladding: Este tipo de recubrimiento superficial generalmente se aplica para conseguir un mejoramiento de la resistencia a la corrosión o a las altas temperaturas.

4. Recubrimientos duros: Este tipo de depósito se aplica con el fin de lograr un aumento en la resistencia al desgaste por fricción, abrasión o erosión.

La fusión se refiere al hecho real de la fundición conjunta entre el metal base y el metal de aporte o solamente del metal base.

La penetración es un término que se relaciona con la distancia que el metal de soldadura se introduce dentro del metal base de la junta, para mezclarse.

El grado de penetración alcanzado, tiene un efecto directo sobre la resistencia de la junta y por lo tanto está relacionado con el tamaño de la soldadura.

FUSIÓN Y PENETRACIÓN DE LAS UNIONES SOLDADAS

La cara de la ranura, ahora se denomina la cara de fusión puesto que se fundió durante la aplicación de la soldadura.

La profundidad de fusión es la distancia desde la cara de fusión hasta la interfase del depósito de soldadura.

La zona de fusión es el área del metal base fundido, determinada en la sección transversal del depósito de soldadura.

FUSIÓN Y PENETRACIÓN DE LAS UNIONES SOLDADAS (CONT.)

La penetración de raíz es la distancia que el metal de soldadura se ha fundido dentro de la junta, más allá de la raíz de la misma.

La penetración de la junta es la distancia desde la parte fundida más lejana de la junta, hasta la cara de la soldadura, excluyendo cualquier sobreespesor en el depósito. Para depósitos de soldadura, esta distancia también se conoce como el tamaño de la soldadura.


La zona afectada por el calor (ZAC) es aquella porción del metal base que no ha sido fundida, pero cuya microestructura o propiedades mecánicas han sido alteradas por el calor de los depósitos de soldadura, en procesos de arco, brazing o de corte. Término estudiado en el área de metalurgia de la soldadura.


El tamaño de la soldadura es igual a la suma de las penetraciones de la junta, medida desde ambos lados de la unión.

TAMAÑO DE LA SOLDADURA

Tamaño de laTAMAÑO DE LA SOLDADURA EN JUNTAS CON RANURA

TAMAÑO DE LA SOLDADURA (CONT.)

• Para definir el tamaño de una soldadura de filete se debe determinar primero si la configuración final es convexa o cóncava.

Tamaño de la


Convexidad significa que la cara del depósito de soldadura tiene un acabado que hace aparecer su superficie curvada ligeramente hacia afuera.

Tamaño de la


La convexidad en una soldadura de filete es equivalente al sobreespesor de un depósito de soldadura en una unión a tope.


En una soldadura de filete que tiene un perfil cóncavo, la cara de la soldadura tiene su superficie curvada hacia adentro.

Tamaño de laTAMAÑO DE LA SOLDADURA DE FILETE EN JUNTAS EN TE


• Para las configuraciones cóncava y convexa, para filetes de lados iguales, el tamaño del depósito de soldadura, corresponde a la longitud del lado, del mayor triángulo recto isósceles que puede ser inscrito dentro de la sección transversal del depósito de la soldadura de filete.


Para los filetes convexos el tamaño del lado del triángulo inscrito y el tamaño de la soldadura son iguales.


• Para los filetes cóncavos el tamaño de la soldadura es un poco menor que el tamaño del lado del triángulo inscrito.

GARGANTA DE LAS SOLDADURAS DE FILETE

•Garganta teórica: Es la mínima cantidad de soldadura con la que cuenta el diseñador cuando especifica el tamaño del depósito. Esta se define como la distancia desde la raíz de la junta, medida perpendicularmente a la hipotenusa, del mayor triángulo recto que puede ser inscrito, dentro de la sección transversal del depósito de filete.


• Garganta efectiva: Se define como la distancia mínima, menos cualquier convexidad desde la raíz de la soldadura a la cara de la soldadura de filete.

•Garganta real: Se define como la distancia más corta entre la raíz de la soldadura y la cara del filete de soldadura. Para un filete cóncavo y plano, la garganta efectiva y la garganta real son iguales, puesto que no hay ninguna convexidad presente.

GARGANTA DE LAS SOLDADURAS DE FILETE (Cont.)

TAMAÑO DE LA SOLDADURA (CONT.)Existen otros tipos de soldadura como la soldadura por puntos o por costura, en las cuales su tamaño es igual al diámetro del metal de soldadura, medido en el plano de las superficies de contacto.

También, para las soldaduras de borde en pestaña, el tamaño de la soldadura, es igual al espesor total del depósito, medido desde la raíz, hasta la cara de la soldadura.

Soldadura de borde en pestaña

uniones soldadas presentación wests arco

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