uniones soldadas1
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Uniones Soldadas
Se define la unin o junta soldada
como aquella configuracin geomtrica,
constituida por dos o ms partes,
generalmente biseladas, las cuales se
conforman mediante depsitos de
soldadura.
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Diseo de Uniones
Soldadas
Los factores ms importantes a tener en cuenta en el diseo de las uniones soldadas son:
Determinacin de las condiciones de esfuerzos a soportar.
Soldabilidad de los materiales base a unir. Geometra de las juntas a efectuar. Materiales de aporte a utilizar. Tratamientos trmicos requeridos. Condiciones especiales en servicio del conjunto
soldado.
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Los ingenieros de diseo y produccin son responsables del diseo y de la seleccin de
las juntas ms apropiadas.
Existe una relacin directa entre las juntas soldadas, los tipos de depsito de soldadura
aplicados y la simbologa empleada.
El uso del lenguaje adecuado, hace mucho ms fcil la comunicacin entre todo el
personal que interviene en un proyecto de
soldadura.
UNIONES O JUNTAS
SOLDADAS
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EXISTEN CINCO (5) TIPOS BSICOS DE JUNTAS
Junta a tope (Butt Joint)
Junta de esquina (Corner Joint)
Junta en te (T Joint)
Junta a traslape o solape (Lap Joint)
Junta de borde (Edge Joint)
EN 1.994 FUERON AGREGADAS EN EL ESTNDAR
AWS A3.0 DOS TIPOS DE JUNTAS MS:
Junta en pestaa (Flanged Joints)
Junta de empalme (Spliced Butt Joint)
TIPOS DE JUNTAS SOLDADAS
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TIPOS DE JUNTAS
Butt Joint
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TIPOS DE JUNTAS (CONT.)
Corner Joint
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TIPOS DE JUNTAS (CONT.)
T - Joint
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TIPOS DE JUNTAS (CONT.)
Lap Joint
(D) Junta a
Traslape
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TIPOS DE JUNTAS (CONT.)
Edge Joint
(E) Junta de Borde
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Flanged Joints
JUNTA EN
PESTAA
(Brida o Reborde)
Est formada por uno
de los cinco tipos
bsicos de juntas
empleadas.
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JUNTAS A TOPE DE EMPALME
En este tipo de
juntas una pieza
adicional se
traslapa sobre la
junta, y se aplican
depsitos de
soldadura en cada
uno de los
miembros de la
junta.
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JUNTAS A TOPE DE EMPALME
Spliced Butt Joint
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Uno de los aspectos importantes para el diseo de
las juntas soldadas corresponde al tipo de depsito
que se aplica en la junta. Estos tipos son:
Depsito de Soldadura de ranura o de chafln (GROOVE).
De filete (FILLET). De tapn (PLUG). De ojal (SLOT). De esprragos (STUD). Por puntos (SPOT). Por proyeccin (PROJECTION). De costura (SEAM). De respaldo (BACKING) sobreespesor (BACK WELD).
De recargue (SURFACING) (Recubrimientos).
TIPOS DE DEPSITOS DE
SOLDADURA
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Los depsitos de soldadura de ranura o de chafln
presentan los siguientes tipos de biseles:
Bisel cuadrado.
Bisel inclinado.
Bisel en V.
Bisel simple.
Bisel en U.
Bisel en J.
Bisel ensanchado.
Bisel en V ensanchado.
TIPOS DE RANURA
(GROOVE)
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Los smbolos empleados en soldadura, suministran la informacin completa de las
caractersticas de los depsitos aplicados,
los cuales se deben interpretar en los
planos.
Los smbolos le indican al inspector de soldadura, al supervisor, al ingeniero, al
diseador , al dibujante, etc., cual es la
tcnica necesaria en cada junta soldada,
para satisfacer los requerimientos de
resistencia del material y las condiciones de
servicio.
SIMBOLOGA DE LA SOLDADURA
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SMBOLOS BSICOS DE SOLDADURA
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BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS
Las figuras que se muestran a continuacin muestran las
formas bsicas de los biseles
bordes de las juntas, usadas
en diferentes ensambles
metlicos.
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BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS
1. Bisel cuadrado:
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BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS
2. Bisel simple:
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BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS
3. Bisel doble:
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BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS
4. Bisel en J sencillo:
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BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS
5. Bisel en J doble:
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BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS
6. Extremo o bisel en
pestaa:
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BISELES DE LAS JUNTAS SOLDADAS
7. Bisel redondo:
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FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS
BISELES PARA JUNTAS A TOPE
Las siguientes figuras muestran la relacin entre la
apariencia del smbolo de soldadura y la combinacin de
los diferentes tipos de biseles.
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FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS
BISELES PARA JUNTAS A TOPE (Cont.)
Pestaa a tope
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FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS
BISELES PARA JUNTAS DE ESQUINA
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FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS BISELES PARA
JUNTAS DE ESQUINA (cont.)
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FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS
BISELES PARA JUNTAS EN T
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FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS
BISELES PARA JUNTAS A TRASLAPE
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FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS
BISELES PARA JUNTAS DE BORDE
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FORMAS Y COMBINACIONES DE LOS
BISELES PARA JUNTAS DE BORDE (Cont.)
PESTAA DE
BORDE
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PARTES DE UNA JUNTA
En general las principales partes son:
1. RAZ DE LA JUNTA:
Es la zona a la cual se le aplica un
depsito de soldadura, en donde los
extremos de las partes a unir estn ms
prximos . Su seccin transversal puede
mostrar un punto, una lnea o un rea.
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RAZ DE LA JUNTA
La raz de la junta
se muestra
mediante el rea
sombreada
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PARTES DE UNA JUNTA
(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 RAZ:
Se conoce como el hombro del depsito de soldadura,
y es la porcin de la ranura o del bisel, que se
encuentra dentro de la raz de la junta.
4. BORDE DE LA RAZ:
Corresponde a una lnea ubicada en la parte ms baja
de la raz de la junta.
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PARTES DE UNA JUNTA SOLDADA (Cont.)
5. ABERTURA DE RAZ:
Corresponde a la separacin entre los biseles de la junta,
ubicada en la parte ms baja de la raz.
6. BISEL:
Es una preparacin angular del borde, de una parte de la junta.
7. NGULO DEL BISEL:
Se define como el ngulo que forma una parte de la junta, con
respecto a un plano perpendicular a la superficie de la misma.
8. NGULO DE LA RANURA:
Se define como el ngulo total formado entre los biseles de la
junta. El ngulo del bisel y el ngulo 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 raz de la junta
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CARA DEL BISEL
CARA DE LA RAZ
Y
BORDE DE LA
RAZ
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NGULO DEL BISEL
PROFUNDIDAD DEL BISEL
RADIO DEL BISEL
NGULO DE RANURA
ABERTURA DE RAZ
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Consideraciones para escoger la
mejor junta soldada
1. Facilidad de acceso a la junta soldada.
2. Tipos de procesos de soldadura que se utilizarn.
3. Cumplimiento con el diseo estructural.
4. Costo de la soldadura.
5. Disponibilidad de mano de obra y equipos.
6. Control de la distorsin en la junta.
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TIPOS DE DEPSITOS
DE SOLDADURA
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DEPSITO DE SOLDADURA DE
RANURA
1. CHAFLN O BISEL CUADRADO:
Este tipo de depsito es el ms econmico, puesto que
prcticamente no requiere preparacin de los biseles y
est limitada por el espesor de los miembros a soldar.
No se recomienda en materiales con espesores mayores
a de pulgada.
Es una soldadura aplicada en una ranura, chafln o canal y es depositada entre los miembros de la
junta. Hay ocho tipos:
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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.
DEPSITO DE SOLDADURA DE
RANURA (Cont.)
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DEPSITO DE
SOLDADURA DE RANURA
con chafln sencillo y
doble.
Chafln en bisel sencillo Chafln en bisel doble
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Chafln en V ensanchado sencillo
DEPSITO DE
SOLDADURA DE RANURA
con chafln sencillo y
doble (Cont.)
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DEPSITO DE SOLDADURA DE FILETE
Se define como una soldadura de seccin transversal aproximadamente triangular que une dos superficies en ngulo 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 preparacin de los bordes de la junta, pero si una buena limpieza de las superficies antes de soldar.
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DEPSITO DE FILETE (Cont.)
Filete alrededor del
dimetro de un agujero Filete de pasos mltiples en junta en
Te soldado por los dos lados.
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Depsito de soldadura de filete de
contorno
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La soldadura de filete puede ser intermitente o
discontinua, con los pasos de las soldaduras
enfrentados (en cadena) o intercalados.
DEPSITO DE FILETE (Cont.):
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DEPSITO DE TAPN (PLUG)
La soldadura de tapn es un depsito aplicado en un
agujero circular en un miembro de la junta, en donde
dichos miembros se funden.
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DEPSITO DE OJAL (SLOT)
Este tipo de depsito se aplicada en un agujero
elongado en un miembro de la junta, en donde
dichos miembros se funden.
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DEPSITO DE SOLDADURA POR
PUNTOS
Este tipo de depsito se aplica entre y sobre miembros traslapados, o sobre miembros a tope,
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 aplicacin
de soldadura de arco por puntos y por resistencia.
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Depsito de soldadura por puntos aplicado
por el proceso de resistencia
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DEPSITO DE SOLDADURA POR PUNTOS
aplicado por el proceso de resistencia
(Cont.)
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Depsito de soldadura por puntos aplicado por
el proceso de arco elctrico
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DEPSITO DE 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.
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Depsito de soldadura de costura aplicado
por el proceso de resistencia
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SOLDADURA DE COSTURA POR
RESISTENCIA (Cont.)
La soldadura es un proceso continuo en el que los electrodos son roldanas que aplican una fuerza (presin), corriente y
solapan los materiales base.
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Soldadura por recalcado (UW)
Proceso de soldadura por resistencia
Coalescencia de las superficies en contacto
Junta a tope
Aplicacin de presin para completar el depsito
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Soldadura por destello (FW)
Proceso de soldadura por resistencia
Junta a tope
Aplicacin de presin despus del calentamiento
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Depsito de soldadura de costura
aplicado por el proceso de arco
elctrico
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Depsito de soldadura de costura
aplicado por el proceso de haz de
electrones
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DEPSITO DE SOLDADURA DE
BORDE
Corresponde a un depsito aplicado en una junta de
borde, en una junta en pestaa a tope o en una junta
en pestaa de esquina, en los cuales se funde el
espesor total de los miembros de la junta.
Soldadura de borde en una junta en pestaa a tope
Soldadura de borde en una junta en pestaa de esquina
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RECUBRIMIENTOS
(SOLDADURA DE RECARGUE)
Es un depsito aplicado a la superficie de un metal para
obtener ciertas propiedades o dimensiones
determinadas.
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RECUBRIMIENTOS (CONT.)
Aplicaciones:
1. Reconstruccin (Build-Up): ste tipo de recubrimiento se
usa para conseguir las dimensiones requeridas en la
reparacin o reconstruccin de una pieza.
2. Enmantequillado (Buttering): Utilizado para conseguir
compatibilidad metalrgica 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 corrosin o a las altas temperaturas.
4. Recubrimientos duros (Hardfacing): Este tipo de depsito
se aplica con el fin de lograr un aumento en la resistencia
al desgaste por abrasin, friccin, erosin, cavitacin,
deslizamiento, etc.
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Consiste en la unin o fijacin de un esprrago metlico o un
accesorio similar, a una pieza o componente, que tenga una base
plana.
SOLDADURA DE ESPRRAGOS
Esprrago
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La fusin se refiere al hecho real de la fundicin
conjunta entre el metal base y el metal de aporte o
solamente del metal base.
La penetracin es un trmino 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 penetracin alcanzado, tiene un efecto
directo sobre la resistencia de la junta y por lo tanto
est relacionado con el tamao de la soldadura.
FUSIN Y PENETRACIN DE LAS
UNIONES SOLDADAS
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La cara de la ranura, ahora se denomina la cara de fusin puesto que se fundi durante la aplicacin de la
soldadura.
La profundidad de fusin es la distancia desde la cara de fusin hasta la interfase del depsito de
soldadura.
La zona de fusin es el rea del metal base fundido, determinada en la seccin transversal del depsito de
soldadura.
FUSIN Y PENETRACIN DE LAS
UNIONES SOLDADAS (CONT.)
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Cara, profundidad y zona de
fusin
zona de
fusin
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Cara, profundidad y zona de fusin
zona de fusin
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Cara, profundidad y zona de
fusin
zona de fusin
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La penetracin de raz es la distancia que el metal de soldadura se ha fundido dentro de la junta, ms all de la raz de
la misma.
La penetracin de la junta es la distancia desde la parte fundida ms lejana de la junta, hasta la cara de la soldadura,
excluyendo cualquier refuerzo en el depsito. Para depsitos en
bisel simple, esta distancia tambin se conoce como el tamao
de la soldadura.
FUSIN Y PENETRACIN DE LAS UNIONES
SOLDADAS (CONT.)
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La penetracin de raz es la distancia que el metal de soldadura se ha fundido dentro de la junta, ms all de la raz de
la misma.
La penetracin de la junta es la distancia desde la parte fundida ms lejana de la junta, hasta la cara de la soldadura,
excluyendo cualquier refuerzo en el depsito. Para depsitos en
bisel simple, esta distancia tambin se conoce como el tamao
de la soldadura.
Penetracin de raz Penetracin de la junta
FUSIN Y PENETRACIN DE LAS UNIONES
SOLDADAS (CONT.)
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Penetracin de la junta
(Raz de la soldadura)
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Penetracin de la junta
(Penetracin Incompleta)
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Penetracin de la junta
(Penetracin Incompleta)
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Penetracin de la junta
(Fusin incompleta)
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Penetracin de la junta
(Fusin incompleta)
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Penetracin de la junta
(Penetracin Incompleta)
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Penetracin de la junta
(Fusin Incompleta)
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Penetracin de la junta
(Fusin Incompleta)
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Penetracin de la junta
(Abertura de raz)
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La zona afectada por el calor (ZAC) es aquella porcin del metal base que no ha sido
fundida, pero cuya microestructura o
propiedades mecnicas han sido alteradas por
el calor de los depsitos de soldadura, en
procesos de arco, brazing o de corte. Trmino
estudiado en la seccin de metalurgia de la
soldadura.
FUSIN Y PENETRACIN DE LAS
UNIONES SOLDADAS (CONT.)
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ZONA AFECTADA POR EL CALOR
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El tamao de la soldadura es igual a la suma
de las penetraciones de la junta, medida
desde ambos lados de la unin.
TAMAO DE LA SOLDADURA
Tamao de la TAMAO DE LA SOLDADURA EN JUNTAS CON
RANURA
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TAMAO DE UNA SOLDADURA DE
FILETE
Para definir el tamao de una soldadura de filete se debe determinar primero si la
configuracin final es convexa o cncava.
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TAMAO DE LA SOLDADURA (CONT.)
Convexidad significa que la cara del
depsito de soldadura tiene un acabado
que hace aparecer su superficie curvada
ligeramente hacia afuera.
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TAMAO DE LA SOLDADURA (CONT.)
En una soldadura de filete que tiene un perfil
cncavo, la cara de la soldadura tiene su
superficie curvada hacia adentro.
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TAMAO DE LA SOLDADURA (CONT.)
Para las configuraciones cncava y convexa, para filetes de lados iguales, el tamao del
depsito de soldadura, corresponde a la
longitud del lado, del mayor tringulo recto
issceles que puede ser inscrito dentro de la
seccin transversal del depsito de la
soldadura de filete.
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TAMAO DE LA SOLDADURA (CONT.)
Para los filetes convexos el tamao de la
soldadura y el tamao del lado del
tringulo inscrito son iguales.
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TAMAO DE LA SOLDADURA (CONT.)
Para los filetes cncavos el tamao de la
soldadura es un poco menor que el
tamao del lado del tringulo inscrito.
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GARGANTA DE LOS DEPSITOS DE FILETE
Garganta terica: Es la mnima cantidad de soldadura con la que cuenta el diseador cuando
especifica el tamao del depsito. Esta se define
como la distancia desde la raz de la junta, medida
perpendicularmente a la hipotenusa, del mayor
tringulo recto que puede ser inscrito, dentro de la
seccin transversal del depsito de filete.
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TAMAO DE LA SOLDADURA (CONT.)
Garganta efectiva: Se define como la distancia
mnima , menos cualquier convexidad desde la raz de la soldadura a la cara de la soldadura
de filete.
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Garganta real: Se define como la distancia ms corta entre la raz de la soldadura y la cara del filete de soldadura. Para un filete cncavo 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.)
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TAMAO DE LA SOLDADURA (CONT.)
Existen otros tipos de soldadura como la soldadura por puntos o por costura, en las cuales su tamao es
igual al dimetro del metal de soldadura, medido en el
plano de las superficies de contacto.
Tambin, para las soldaduras de borde en pestaa, el tamao de la soldadura, es igual al espesor total del
depsito, medido desde la raz, hasta la cara de la
soldadura.
Soldadura de borde en pestaa