Juntas Soldadas

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE SAN ANDRÉS TUXTLA DIVISION DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

ASIGNATURA:

DISEÑO DE ELEMENTOS MECÁNICOS

DOCENTE:

M.C. MAURICIO CAIXBA SÁNCHEZ

UNIDAD 2

TEMA:

2.4 Juntas soldadas bajo cargas dinámicas. EQUIPO DINO Antele Málaga Leobardo Arroniz Romero Israel de Jesús Cortes Alvarado Samuel Rendón Arrés Ricardo Isaí Rodríguez Reyes Julio Cesar

FECHA: 24 de Mayo de 2016

Introducción Existen diversos tipos de juntas en las máquinas, de manera general pueden ser: juntas roscadas, juntas adhesivas, juntas soldadas, remaches, etc. Se prestará especial atención a las juntas soldadas solamente, además se podrán ver algunos de los parámetros y criterios a tomar en cuenta de los distintos tipos de soldadura; teniéndose en cuenta más que nada el tipo de aplicación en donde se vayan a utilizar y también los esfuerzos correspondientes. Juntas soldadas bajo cargas cíclicas o dinámicas. Cuando se someten elementos soldados a cargas cíclicas la falla suele presentarse en la junta soldada mas no en los elementos que están unidos, entonces se considera que en las partes donde se presenta la soldadura se encuentra un factor de concentración de esfuerzos, además en la mayoría de los casos las cargas son cíclicas. Por esto los esfuerzos son mayores en las juntas y a la vez en los puntos más cercanos a estas. La ZAC (Zona Afectada por el Calor) que es el área alrededor de la soldadura que se funde y posteriormente se recristaliza presenta microporos y esta es la razón que provoca esfuerzos mayores a los presentes en el demás material trabajado en frío), además de que esto provoca que la propagación de grietas se genere en la mayoría de los casos sólo en el material que se fundió anteriormente. Por esto no es demasiado recomendable usar juntas soldadas en aplicaciones donde estén sometidas a cargas cíclicas, aunque típicamente si se usan. Entonces para determinar el tipo de soldadura se sugiere tener en cuenta la siguiente tabla en la que se muestran algunos factores de concentración de esfuerzos atendiendo al tipo de soldadura que se esté manejando. Tabla 1.- Factores de reducción de resistencia a la fatiga para distintos tipos de soldaduras.

Los concentradores de esfuerzos son de gran importancia en las juntas soldadas, simplemente con que un en un punto se alcancen niveles de esfuerzo superiores al esfuerzo de fluencia, aunque el esfuerzo nominal sea mucho menor que el esfuerzo de fluencia, esto provoca que inicie la falla y se propaguen las grietas. Cuando se presentan cargas estáticas en juntas soldadas la falla generalmente se

presenta en el material base (las dos piezas soldadas), pero cuando se presentan cargas cíclicas la falla puede ocurrir tanto en el material base como en la ZAC. Como se mencionó antes las cargas cíclicas son las más comunes en la práctica y son variables con respecto al tiempo además pueden ser a tensión y compresión. Las cargas que producirán primero las fallas serán siempre las que estén a tensión, las cargas cíclicas tienen la siguiente forma, mostrada en las figura 2 y en la 1 se pueden apreciar las curvas características de los esfuerzos residuales.

Fig. 1.- Curvas de esfuerzos residuales en la soldadura.

Fig. 2.- Formas típicas de ciclaje.

Además en muchas ocasiones no solo basta aplicar las clásicas ecuaciones para determinar los límites de la junta soldada sino también experimentar, en la tabla 2 se muestran los ciclos a los que normalmente resiste un tipo de unión soldada. Tabla 4.2.- Límites de fatiga según el tipo de unión British Standard 153.

Otros tipos de clasificación de las soldaduras.

Fig. 3.- Clasificación de acciones de las soldaduras.

Conclusión Se mostró que los efectos que producen cargas cíclicas (fatiga) en las juntas de tipo soldadas tienen problemas en su resistencia ya que al estar sometido a dichas fuerzas la fatiga en dicho material tiende romperse y dando una falla en la unión, en este tipo de esfuerzos se recomienda usar uniones como tornillos, tuercas o algún otro tipo de sujetador temporal. Referencias [1] Bernard J. Hamrock et al, “Elementos de máquinas”, primera edición, Mc Graw Hill, México, 1999. http://congreso.pucp.edu.pe/cibim8/pdf/05/05-10.pdf