Cap 8 Soldadurass

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  • 7/25/2019 Cap 8 Soldadurass

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    Definicion:Definicion:Un proceso de unen piezas de metal mediante calentado de sus

    superficies a un estado plstico permitiendo que sus partes fluyan y se unan,con o sin un material de relleno.

    Historia de las Soldaduras:Historia de las Soldaduras:

    5500 B.C. Egyptiansrecognize forge welding for copper and gold.

    800 A.D. Damascus Sword-ayers of metal forge welded to !ig! strengt!.

    1877 A.D. Eli!u "!ompson, Electric resistance welding possi#ility

    recognized.

    1889 A.D. $. Stro!meyer introduced t!e concept of coated electrodes

    %S!ielded &rc 'eld(, %S)&'(.

    1903 A.D. *ouc!e + $icard introduced oyacetylene cutting and welding tec!niques.

    1932 A.D. as )etal &rc 'elding %)&'(.

    1990 A.D. 'elding &utomation %o#otics(.

    /010U)SS2/*

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    1 soldadura de arco electrico protegido - Shielded etal Arc

    !eld "SA!#$a tecnica ms popular de soldado %stic3 welding(.

    a proteccion del electrodo permite4

    & 5 $roducir escudo gaseoso para ecluir el o6geno.

    7 5 0ntroduce material que me8ora la calidad de la union.

    / 5 $roduce una capa de escoria para retardar el

    enfriamiento y e9itar la oidaci:n.

    El proceso S)&' es designado

    por &'S como E;

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    2 Su%&erged Arc !eld "SA!#$

    Su#merged arc welding %S&'(

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    3 'as etal Arc !eld "'A!#$

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    ( )lu* Arc !eld ")CA!#$

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    ?mm

    0nner flu

    'eld #ase metal%steel(

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    A Juntas a Tope (Butt Joints):

    B Juntas Traslapadas (Lap Joints):.

    C Juntas en T (Tee Joints):

    D Juntas de Esquina(Corner Joints):-

    E untas de Borde(Ed!e oints):-

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    A# Soldaduras a +ope $

    Usado cuando miem#ros a ser soldados se alinean enel mismo plano. a soldadura tiene la misma resisrencia que

    el material #ase %o a@n mayor(.

    B# Soldaduras a )ilete$

    Es la mas popular de lassoldaduras.Ao requieren alineaci:nespecial de las piezas, ni preparaci:nde los #ordes.

    %a( roo9e weld.

    %#( *illet weld.

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    C# Soldadura de ,aura "Slot

    !eld# $

    D# Soldadura de uto "lug !eld# $

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    &wB tew C&0S/ 2 .?.?a. $g ?;.?-FG

    donde4

    &wB &rea efecti9a de la soldadura.

    teB Espesor garganta efecti9a.

    wB ongitud de la soldadura.

    H$ara soldaduras a tope de penetracion parcialver (tabla J 2.1 Pag. 16.1 -44)

    H$ara el tamaIo minimo de soldaduras a tope de penetracion parcial

    ver (tabla J 2.3 pag. 16.1-95).

    t? t

    t t

    te B t?

    te B t

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    Se asume que las soldaduras a filete forman un triangulo rectangulo con un

    angulo de JK, como se muestra a#a8o. El tamaIo de la soldaduta es el lado deltriangulo, y se denota como %w(. El plano de falla%la secci:n mas de#il( se daalrededor de la garganta de la soldadura, denotada como %t(L Donde %t B M.>M>

    w(. a longitud de la soldadura %( es la longitud del plano de corte a lo largo de

    la soldadura.

    El area efecti9a de una soldadura de filete es4

    &wB tewdonde,

    &wB &rea efecti9a de la soldadura.

    teB Espesor de la garganta efecti9a B M.>M> w

    wB ongitud efecti9a de la soldadura.

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    1 Tamao minimo :

    2 Tamao maximo :

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    3 Longitud efectiva minima:

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    Selecciones una tamaIo de soldadura adecuado para la

    coneion mostrada a#a8o4Solucio $"amaIo maimo4$ara placa de espesor N4

    in.

    16

    7

    16

    1

    2

    1

    16

    1t ===

    in.83elegidosoldaduradeTamao

    in.16

    51deplacalade

    soldadurademinimoTamao

    =

    =

    Aota 4 "amaIo maimo de la soldadura se controla con la placa mas pequeIa, "amaIo minimo de la soldadura se controla con la placa mas grande

    N

    ?

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    1 ,esistecia de soldaduras a tope $

    "!e strengt! of full penetration groo9e weld is superior

    to t!at of t!e #ase metal, if matc!ing filler is selected

    %$age '-?K(.

    "!e Aominal strengt! of weld per one inc! lengt! %nw(

    is #ased on yielding of #ase metal rat!er t!an on weld

    material4

    nwB te*y %"ension or /ompression(

    nw

    B te %M.; *y( %S!ear(

    w!ere 4 teB effecti9e t!ic3ness of weld.

    * B yield stress of #ase metal.

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    2 ,esistecia de soldaduras a )ilete $

    "!e strengt! of fillet welds are always controlled #y s!ear on t!e

    weld plane or s!ear on t!e #ase metal.

    "!us4

    nwB te%M.; *E==( weld metal.

    ornwB t %M.; *u( #ase metal.

    w!ere4

    nwB esistance %strengt!( of weld per one inc! lengt!.

    te B Effecti9e t!roat t!ic3ness of weld. t B "!ic3ness of t!e #ase metal.

    *E==B Ultimate tensile strengt! of electrode.

    *u B Ultimate tensile strengt! of metal.

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    /010

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    weld.oflengt!unitperloadfactored4w!ere

    O

    4'elds*or

    O

    4general0n

    u

    unw

    n

    =

    iiQ

    1 Soldaduras a tope co peetracio total$

    & 5 "ension or compression %"a#le 2.K(

    material eld!t0.90"#

    material$ase!t0.90"#

    %en

    %en

    =

    =

    7 5 S!ear on Effecti9e &rea %"a#le 2 .K(

    material weld(*%M.;tM.MO

    material#ase(*M.;%tM.M

    tM.MO

    E==enw

    ye

    yenw

    =

    =

    =

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    /010

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    2 Soldaduras a /ilete

    "!e design strengt! per unit lengt! of fillet weld is #ased on t!es!ear resistance t!roug! t!e effecti9e t!roat of t!e weld %"a#le 2.K(4-

    #ut s!ould not #e greater t!an t!e s!ear capacity of t!e #ase metal4

    &''e

    &''en

    !t0.45

    materialeld (!)0.6t0.75"#

    =

    =

    )*4.2(!t0.45

    material$ase(!)0.6t0.75"#

    u

    un

    =

    =

    w!ere4

    te B Effecti9e t!roat t!ic3ness.*E==B "ensile strengt! of electrode.

    t B "!ic3ness of t!e #ase metal.

    *u B "ensile strengt! of metal

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    /010

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    /alcule la capacidad de la coneion mostrada considerandoSoldadura E>M== y metal #ase %&-F;(Solucio$-

    1# +a&ao de soldadura $-

    "amaIo minimo B ?PQ in %"a#le 2..J(

    "amaIo maimo B R - ?P?; B FP?; in tamaIo esta #ien.

    in.0.13316

    3+0.7070.707te ===

    ,ipsin.4.2

    70+0.6+0.133+0.75

    (!)0.6t75.0# &''en

    =

    =

    =

    2# Capacidad de Soldadura $-

    e&plo 2$

    /010U)SS2/*

    /010

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    W-22

    ,ipsin.6.5

    58+0.6+4

    1+0.75

    (!)0.6t75.0# un

    =

    =

    =

    3# Capacidad &etal %ase $-

    (# Capacidad de la coe*io$-

    3ipsPin..JF

    QJ.

    O nwn

    3=

    =

    =

    /010U)SS2/*

    /010

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    W-23

    Seleccionar el espesor de una placa con una coneion diseIeda a tope con$enetracion total con acero %& K> rado KM( y proceso S&'

    Solucion:Solucion:;

    D B ?3

    B ;M3$u

    ?( $uB ?. ? T ?.; ;M B ??M 3ips.

    ( Espesor requerido de la placa4

    "nB M. *y &g B M. KM ; t B >M t %controla(

    o "nB M.>K *u&eB M.>K ;K ; t B.K t

    .16

    7ntonces41.0270

    110

    == incheintrequired

    F( Eligiendo el electrodo e las ta#las *>==-E=== %*E==B >M 3si(

    e&plo 3$

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    /010

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    W-24

    Desig the sie ad legth o/ )illet 4eld /or the lap oit sho4 %elo46se SA! 70 process plates are A-3 steel

    Solution:Solution:

    *actored load B ?. K T ?.; >M B ?J 3ips.

    )inimum weld size B R inc! %&0S/ ta#le 2 .J(

    )aimum weld size B KPQ 5 ?P?; B P?; %&0S/ 5 # $age K(.

    Select size %KP?; inc!( since you can get it in a single pass.

    teB M.>M> KP?; B M. inc!

    *a&ple !-($

    /U)SS2/*

    /010

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    W-25

    continued:continued:

    ?( !eld capacit: per ichB nwB M.>K te%M.; *E==(

    B M.>K M. M.; >M

    B ;.; 3ips per inc! %controls(

    ( late shear-rupture B nwB t %M.;*u(

    B M.>K M.;K M.; KQ

    B ?;.F 3ips per inc!

    F( +otal legth o/ 4eld re;uired$

    Use weld around plate as s!own.

    %Use t!ree sides of > inc! eac! B ? inc!(.

    ince!"

    P#

    n$

    u$ 420

    906

    142.

    .===

    U)SS2/*

    /010

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    U)SS2/*

    /010

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    U)SS2/*

    /010

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    /010

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    U)SS2/*

    /010U)SS

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    U)SS2/*

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    U)SS2/*

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    U)SS2/*

    /010U)SS

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    U)SS2/*

    /010U)SS

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    2/*

    /010U)SS

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    W-26

    &ngles are eccentric in carrying aial loads as t!eir center of gra9ity

    , or y are denoted #y t!eir properties. 7ut we can #alance t!e weld

    "o comply wit! t!e angle center of gra9ity %/(.

    Since %*( is 3nown %eg lengt! weld capacity(,

    "!en %*?( is found, also4

    *FB " 5 *?5 *

    2

    00

    21

    221

    %

    d

    &'%

    %d%&'( d

    =

    ==

    2/*

    /010U)SS

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    W-27

    *a&ple !-5*a&ple !-5

    Design a #alanced weld for angles!own #elow, %& K>-r KM steel(and S)&' process specified

    Solution:Solution:

    1# Sectio capacit:$"nB M.M *y&yB M. KM F.;? B ?; 3ips

    or "nB M.>K *u&eB M.>K ;K M.QK F.;? B ?KM 3ips %controls(.

    2# Steel 4eld sie$

    )inimum weld size B FP?; inc! %"a#le 2.J()aimum weld size B

    Use R inc! fillet weld wit! E >M== electrodes.

    teB M.>M> R B M.?>> inc!.

    .inc165

    161

    83 =

    2/*

    /010U)SS

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    W-28

    contd"contd"

    3# K M.?>> M.; >MB K.K> 3ips per inc!. %controls(

    or nwB t %M.; *u( B M.>K M.F>K M.; ;K

    B ?? 3ips per inc!.

    (# Deter&ie 4eld legth re;uired$

    *B nww B K.K> ; B FF.J 3ips

    inc!.?K.K.K>

    QJ.Q

    inc!.K.>K.K>

    F?.Q

    3ips.QJ.QF?.QFF.J?KM**"*

    3ips.F?.Q;

    FFF.J

    ;

    ?.J?KM*

    wF

    w?

    ?F

    ?

    ==

    ==

    ===

    =

    =

    2/*

    /010U)SS

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    W-29

    Eccentric s!ear welded connection are popular for column

    #rac3ets supporting gantry crane loadings or mezzanine floors. "!e

    connection #elow produces %s!ear T torsion( on t!e weld. "!e

    *D met!od for %s!ear T torsion( is #ot! difficult and lengt!y, &

    more conser9ati9e elastic 9ector analysis met!od is allowed #y

    &0S/4

    2/*

    /010U)SS

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    W-30

    "!e eccentric load is

    transferred to t!e centroid of t!e weld

    group. "!e transferred load s!allconsist of a load plus

    a moment "= >e#w!ere4

    e B eccentrity.

    "!e actual weld t!ic3ness

    resisting s!ear and torsion forces is

    %M.>M>w(, #ut for simplicity, we

    consider effecti9e t!roat

    t!ic3ness B ?.M inc!.

    *rom direct s!ear only %due to $(4-

    ( )yx PPP

    +=

    ?

    ./

    ?

    ./

    ?

    ./

    :

    1:

    *1*

    1

    =

    =

    =

    ? inc!

    $y

    $

    $)B$Ve

    2/*

    /010U)SS

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    W-31

    J

    dMf

    .2 =

    "!e transferred moment %)( causes additional s!ear stressesdepending on t!e critical locations of t!e weld %far edges of t!e weld(.

    w!ere4

    ) B moment due to eccentricity B %$.e(

    d B distance to t!e fart!est weld point .

    2 B $olar moment of inertia.

    ( )

    yyxx

    A A

    A

    A

    II

    dAydAx

    dAyx

    dArJ

    +=

    +=

    +=

    =

    22

    22

    2w!ere4

    "!is can #e 9ector analyzed to4

    J

    Mxf

    J

    Myf

    2y

    2x

    =

    =

    2/*

    /010U)SS2/*

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    W-32

    M>wrequired

    E==

    vf

    )

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    W-33

    E#a$ple %-&E#a$ple %-&

    Determine t!e size of t!e weld required

    for t!e #rac3et s!own. &-F; steel isused, S)&' processW

    Solution:

    .in?K?K>M002

    in?K.M%?.>?J(Q??

    ?%Q(Q;(%??(%.0

    in>MQQQQ?JJ

    Q%;(Q%;(?

    %?(?0

    in.3J.QK.>?J(%?M;M.)

    inc!.Q;

    QQ?

    JQ

    Jyy

    JF

    yy

    J

    F

    =+=+=

    =

    ++=

    =++=

    ++=

    =+==

    =

    ++

    =

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