construcciones metalicas. soldadura

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Puerto La Cruz, Mayo de 2008 Prof. Richard Estaba

CAPTULO 2.- CONEXIONES SOLDADAS

Soldadura. Es el proceso mediante el cual se puede unir piezas de metal aplicando calor con o sin aplicacin de presin, y con o sin uso de material de aporte. Al proceso en el cual se aplica presin simultneamente con el calor se le denomina soldadura por resistencia o por presin. Cuando el proceso se efecta por medio de la fusin directa localizada en los bordes de las piezas que se quieren unir, se denomina soldadura por fusin o autgena. La fuente de energa para generar el calor necesario para soldar piezas de acero estructural es producida generalmente por un arco elctrico.

VENTAJAS DE LAS CONEXIONES SOLDADAS

El empleo de conexiones soldadas en vez de atornilladas o remachadas permite un ahorro de material (hasta de un 15%).

La soldadura requiere menos trabajo y por lo tanto menos personal que la colocacin de remaches o tornillos (un soldador puede reemplazar una cuadrilla de remachadores).

La soldadura permite una gran variedad de conexiones, cosa que no se puede con remaches o tornillos.

Las conexiones soldadas son ms rgidas que las dems, lo cual permite una verdadera continuidad en la transmisin de elementos mecnicos entre miembros.

Debido a la mayor resistencia del metal de aportacin las conexiones soldadas permiten una gran resistencia a la fatiga.

Las estructuras soldadas pueden repararse muy fcilmente a diferencia del resto. Las conexiones soldadas han permitido la construccin de estructuras soldadas y

"limpias". Las conexiones soldadas permiten ajustes de proyecto ms fcilmente que en otro tipo

de conexiones. El trabajo de soldadura es silencioso comparado con el remachado. Hay un ahorro considerable en el clculo, detallado y montaje de las estructuras.

DESVENTAJAS DE LAS CONEXIONES SOLDADAS

Cuando se actualiza o se hacen adiciones que requieren pocas conexiones, la soldadura no es una metodologa de conexin rentable. Las menores cantidades de las uniones de soldadura ocasionan mayores costos de instalacin.

Adicionalmente, se requiere un mayor nivel de habilidad para producir un soldadura confiable. El proceso de soldado requiere que se unan los materiales de tal forma que sean libres de contaminantes. Cualquier impureza de la superficie, tales como la grasa o la suciedad, contaminar la unin y ocasionar una baja conductividad elctrica y/o insuficiente esfuerzo mecnico. Los contaminantes tambin pueden causar la corrosin prematura de la conexin soldada. Se debe limpiar adecuadamente las superficies con solventes pero tambin son necesarios mtodos de limpieza mecnica. Como consecuencia, los costos de instalacin se incrementarn teniendo en cuenta el aumento en el tiempo requerido para preparar adecuadamente el conductor y debido al alto nivel de habilidad requerido para realizar las operaciones de soldado.

Adems, pueden puntualizarse otras desventajas:

Las conexiones rgidas pueden no ser ptimas en el diseo. La revisin de las conexiones soldadas no es muy sencillo con respecto al resto.

TCNICAS Y PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA

a.- Soldadura Manual al Arco con Electrodos Revestidos (SMAW) Consiste en establecer un arco elctrico entre el electrodo y la pieza a ser soldada. Permite el uso de corriente alterna y/o continua.

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Este es el procedimiento ms simple para soldar estructuras de acero, puede trabajarse en el taller y en el campo por sus caractersticas porttiles. Se utilizan electrodos revestidos, cuyo ncleo al fundirse es transferido como material de aporte al metal base. Parte del revestimiento se transforma en gas protegiendo el metal fundido, y el resto forma una capa de escoria sobre la soldadura para protegerla y tambin ayuda a retardar el enfriamiento.

b.- Soldadura al Arco Metlico con Gas (MIG/MAG) En este procedimiento se utiliza un electrodo consumible (alambre) de dimetro pequeo, bajo proteccin de una atmsfera gaseosa, de la cual depende que el proceso se denomine Soldadura MIG (Metal Inert Gas), cuando la atmsfera protectora, est constituida por un gas inerte Soldadura MAG (Metal Active Gas) cuando la atmsfera est constituida por un gas activo o mezclas de gases activos e inertes. Este procedimiento es automtico o semiautomtico y su ejecucin est limitada al taller. Produce soldaduras de muy alta calidad y las velocidades de operacin son elevadas, adems de que no requiere la limpieza de escoria al concluir el proceso.

Soldadura MIG: Soldadura de metales con gas de proteccin inerte. Este procedimiento se usa para la soldadura de aleaciones de cobre, aluminio, y otras aleaciones sensibles a la oxidacin. Soldadura MAG: Soldadura de metales con un gas de proteccin activo. Este procedimiento se usa bsicamente para la soldadura de los aceros al carbono, aceros dbilmente aleados y aceros inoxidables.

c.- Soldadura al Arco Sumergido (SAW) Este procedimiento es tambin una forma de soldadura con arco elctrico, donde ste se protege del oxgeno y nitrgeno presentes en la atmsfera. Es utilizado para soldadura automtica y semiautomtica realizndose en el taller. La corriente aplicada es de cuatro a cinco veces mayor que la utilizada para soldadura al arco con electrodos recubiertos. Durante el proceso el arco se encuentra sumergido dentro de una capa de material fundente granular y el electrodo no lleva recubrimiento, consumindose y depositndose completamente como material de aporte y se alimenta continuamente al proceso desde una bobina de la mquina. Las soldaduras realizadas con este procedimiento son de alta calidad y las velocidades de operacin son superiores a las de cualquier otro procedimiento.

d.- Soldadura al Arco con Ncleo Fundente (FCAW) En este procedimiento los electrodos son de forma hueca o tubular, conteniendo en su ncleo el material fundente, el cual cumple las mismas funciones que en el procedimiento al Arco Sumergido. Es automtico o semiautomtico y est limitado al taller.

A continuacin se especifican algunas normas necesarias para el diseo de las conexiones por soldadura a filete:

a.- Tamaos mximo efectivos de las soldaduras a filete Los tamaos mximos de las soldaduras de filete que pueden adoptarse en el diseo de una conexin sern los necesarios para que los esfuerzos en el material base adyacente no superen los valores admisibles permitidos. Los tamaos mximos que pueden utilizarse a lo largo de los bordes de las partes conectadas sern: En los bordes de los materiales de hasta 6 mm (menos de de pulgadas) de espesor, el tamao mximo puede ser igual al espesor del metal base. En los bordes de los materiales de ms de 6 mm (desde de pulgadas) de espesor, el tamao mximo ser 2 mm (1/16 de pulgada) menor que ese espesor, a menos que se seale en los planos que la soldadura ha de ser reforzada hasta obtener un espesor de garganta total.

b.- Longitud de las soldaduras a Filete La longitud mnima efectiva de una soldadura resistente de filete no ser menor de 4 veces su tamao nominal.

c.- Soldaduras Intermitentes de Filete Se pueden usar soldaduras intermitentes de filete para transmitir los esfuerzos calculados a travs de una junta o superficie de contacto, cuando la resistencia requerida sea menor que la

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desarrollada por una soldadura contina de filete del tamao mnimo permitido. La longitud efectiva de cualquier segmento de una soldadura intermitente de filete no ser inferior a 4 veces el tamao de la soldadura, ni menor de 4 cm.

d.- Uniones Solapadas En las uniones solapadas, el solape mnimo ser igual a 5 veces el espesor de la pieza ms delgada y no inferior a 25 mm.

e.- Remates en las soldaduras a Filete Siempre que sea posible, la terminacin de las soldaduras de filete laterales o frontales se efectuar prolongando sin interrupcin los cordones alrededor de las esquinas hasta una distancia no menor que 2 veces el tamao nominal de la soldadura. Estos remates se indicarn en los planos y dibujos de proyecto y taller.

Tabla 2.1. Esfuerzos admisibles en soldadura a filete.

TIPO DE ELECTRODO E-60 E-70 E-70 Acero A-7; A-36; PS-25 A-7 A-36; PS-25

Fv

2cm

kg

950 980 1.110

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