3. Especificaciones de la Soldadura

Las soldaduras y la preparacin de la junta se especifican sobre un diagrama, mediante una forma

estndar de smbolos de soldadura, como se indica en la fi gura 3.1a. Como mnimo, tiene una

lnea de referencia y una fl echa. La cola tambin es opcional en el lado contrario de la flecha. La

flecha apunta hacia la junta y el smbolo de soldadura define el tipo de soldadura (filete, CJP, PJP,

etctera). Los smbolos de soldadura arriba de la lnea se refieren al lado opuesto de la flecha; los

de abajo de la lnea, al lado de la flecha. La flecha apunta hacia arriba o hacia abajo. Los smbolos

siempre se leen de derecha a izquierda, sin importar en cul extremo se encuentre la flecha. La

figura 3.1b muestra algunos de los smbolos de soldadura posibles.

Figura 3.1 Smbolos de la AWS para soldadura

4. PRINCIPIOS DE DISEO DE SOLDADURA

Es tan importante poner atencin tanto en la geometra de la soldadura como en sus tamaos, si

uno quiere que el diseo resulte exitoso. Tambin es muy importante configurar las soldaduras de

modo que haya una trayectoria de carga sensible y segura, con la finalidad de ubicar los puntos de

reaccin de las cargas aplicadas. --

1. Proporcione una ruta para que las fuerzas aplicadas entren a la(s) seccin(es) del

ensamble soldado que sea(n) paralela(s) a la fuerza aplicada.

2. Las fuerzas seguirn las rutas ms rgidas de la estructura, de modo que es mejor tener

una rigidez relativamente uniforme y distribuir de manera equitativa las cargas de

reaccin en la soldadura.

3. No existen elementos secundarios en las soldaduras. Se trata en esencia de una pieza. No

obstante, las soldaduras pueden ser primarias o secundarias. Una soldadura primaria

transporta directamente la carga completa y su falla provoca que el ensamble soldado

falle. Las soldaduras secundarias slo mantienen las partes juntas y experimentan

pequeas fuerzas sobre ellas.

4. Si es posible, no someta las soldaduras a flexin. Si existen momentos de flexin, intente

ubicar las soldaduras cerca de posiciones con momento bajo o igual a cero, o bien,

configure las soldaduras para manejar cortante o tensin/compresin axiales.

5. Donde sea posible, no aplique cargas de tensin a travs del espesor transversal del

material base (es decir, a travs de la veta). Los metales forjados tienen la veta en

direccin del rolado y son ligeramente ms dbiles a travs de la veta que a lo largo de la

misma. Las soldaduras cargadas a la tensin en la seccin transversal pueden generar

microcanales de goteo del material debajo de la soldadura. Son preferibles las cargas de

corte aplicadas a travs de la superficie de una soldadura.

6. Donde el tamao de la seccin cambia a travs de una junta, se estrecha el material

alrededor de sta para mejorar el flujo de fuerza y reducir la concentracin de esfuerzos.

La figura 3.3 muestra diseos alternos de un gancho soldado a una viga. En el inciso a se muestra

una configuracin inferior, en la cual el gancho est girado 90, de modo que la carga es soportada

por la pestaa de la viga. Como la trayectoria ms rgida soporta la mayora de la carga, la pequea

longitud de soldadura que abarca la membrana central manejar la mayora de la fuerza. Si la

longitud completa de la soldadura se dimensiona para tener niveles aceptables de esfuerzo, puede

fallar, porque la distribucin no uniforme de esfuerzos, a travs de la pestaa, sobrecarga la

seccin central de la soldadura. La flexibilidad de la pestaa cerca de sus extremos reduce su

capacidad para transmitir carga a la membrana central. Observe las flechas de flujo de la carga de

cada diseo. El inciso b muestra una configuracin aceptable donde la carga del gancho se

transfiere directamente hacia la membrana de la viga en I, a travs de la soldadura.

Figura 3.3 Ejemplos aceptable y deficiente de juntas soldadas

La figura 3.4 muestra un ensamble similar que utiliza una viga de seccin rectangular. En el inciso a

(figura 3.4), la solucin que funcion en la figura 3.3 es ahora una solucin inferior, porque la

carga aplicada en el centro de la superficie inferior de la seccin debe viajar a travs de ella para

alcanzar el lado de la membrana que soporta las fuerzas en la viga. Esta soldadura experimenta

flexin. En el inciso b se presenta una mejor configuracin, donde se redise el gancho para

soldarlo directamente en los lados de las membranas, exponer la soldadura al corte y soportar las

fuerzas en las secciones paralelas a la carga, las cuales son ms fuertes a la flexin que la seccin

de la membrana. Observe las fl echas del flujo de fuerzas de cada diseo.

Figura 3.4 Ejemplos aceptable y deficiente de juntas soldadas

La figura 3.5 ilustra partes soldadas de diferente ancho o diferente espesor. El cdigo D1.1 AWS de

soldadura exige un estrechamiento de, por lo menos, 2.5:1 ( 22) en todo este tipo de uniones,

de un extremo a otro de las juntas a tope de tamao no uniforme, cuando estn cclicamente

cargadas.

Figura 3.5 Las juntas disparejas se deben estrechar

5. CARGA ESTTICA EN SOLDADURAS

Comparado con el clculo de esfuerzos en piezas de mquinas con geometra compleja, el clculo

de esfuerzos en soldaduras es bastante sencillo. Si se evitan soldaduras cargadas a la flexin, por

lo general las cargas sern de tensin/compresin directa o de corte directo. En cualquier caso, la

ecuacin de esfuerzo es simple. Para tensin o compresin axial, el esfuerzo normal se defini

como:

=

El cortante directo, que es comn en soldaduras, se defini como:

=

En ambos casos, P es la carga aplicada y A o Acortante es el rea de la soldadura. Para una junta a

tope con soldadura con CJP a la tensin o compresin, el rea de la garganta de la soldadura es

igual a la seccin transversal de la pieza ms pequea de la junta. Para una soldadura con PJP a la

tensin o compresin o una soldadura de filete a la tensin, compresin o cortante, el rea es

simplemente la dimensin t de la garganta multiplicada por la longitud de la soldadura. La figura

3.6 define el tamao de la garganta para varias soldaduras. Observe que si una junta T soldada en

filete est sometida a una carga de tensin o de corte, la soldadura experimentar un esfuerzo de

corte y tambin puede tener un esfuerzo de tensin. Las reas de fusin, entre la soldadura y el

metal base, tienen uno o ambos tipos de esfuerzos aplicados, dependiendo de la carga.

Figura 3.6 Dimensiones de la garganta en juntas soldadas