Tipos De Soldaduras De Arco

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

MATERIA: DISEÑO MECÁNICO II

PROFESOR: ING. AARÓN MENDICUTI PÉREZ

INVESTIGACIÓN DE LA UNIDAD I (UNIONES SOLDADAS Y ATORNILLADAS)

PRESENTAN: 

ROSENDO OTONIEL MAAS CRUZ



JUAN EMILIO UK KU

CARRERA: INGENIERÍA MECÁNICA.

SEMESTRE: 7°

LERMA, CAMP., AGOSTO 2018

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ÍNDICE

pág.

INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 3

DEFINICIÓN DE SOLDADURA .............................................................................. 4

DEFINICIÓN DE JUNTA ......................................................................................... 4

TIPOS DE JUNTAS SOLDADAS ............................................................................ 4

TIPOS DE SOLDADURA ........................................................................................ 5

SIGNIFICADOS DE LAS ESPECIFICACIONES Y SIMBOLOGÍA DE LA SOLDADURA. ......................................................................................................... 6

TERMINOLOGÍA GENERAL DE SOLDADURA ...................................................... 9

MÉTODOS DE SOLDADURA ............................................................................... 10

CONCLUSIÓN ...................................................................................................... 13

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 14

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INTRODUCCIÓN

En lo que corresponde al desarrollo de la ingeniería mecánica en el ámbito de soldadura se tiene en cuenta diversos factores lo cuales relacionan todo el proceso del desarrollo de la soldadura, siendo esta una práctica de conocimiento empírico, así como de llevar sus calculo, diseño y estructura correcta. El uso de la soldadura tiene gran cantidad de aplicaciones las cuales en ocasiones conlleva una gran responsabilidad en seguridad para las vidas humanas, es por ello por lo que, para el desarrollo desde un punto de vista del diseñador se tienen normas, códigos y factores de seguridad los cuales garantizan la utilidad neta de la soldadura. Para el diseño de la soldadura se deben de tener en cuenta diversos factores contra fallas en el uso esperado, elegir la resistencia necesaria en el material de la soldadura y especificar la información en un esquema, para definir el tipo de soldadura a usar tenemos que tener el tipo de junta a realizar ya que se presentan en él, ya que existen cinco tipos de juntas soldadas: a tope, en T, de esquina, traslapada y de extremo. La elección del tipo de junta la determinará, en algún grado, la geometría deseada del ensamble soldado, así como cierto ensamble soldado puede tener varios tipos dentro de él.

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DEFINICIÓN DE SOLDADURA La soldadura es un proceso de manufactura que consiste en la unión permanente entre dos o mas metales mediante un material que funge como fundente. Las soldaduras (ensambles soldados) se utilizan en muchas aplicaciones como bastidores, piezas de maquinaria, estructuras para construcción, puentes, barcos, vehículos, equipo de construcción y muchos otros sistemas.

DEFINICIÓN DE JUNTA La junta se puede definir como la unión de 2 piezas de metal mediante un proceso metalúrgico, que emplea una fuente de calor que puede ser producida por la electricidad, el combustible, etc.

TIPOS DE JUNTAS SOLDADAS Como se ilustra en la figura 12-2, existen cinco tipos de juntas soldadas: a tope, en T, de esquina, traslapada y de extremo. La elección del tipo de junta la determinará, en algún grado, la geometría deseada del ensamble soldado, así como cierto ensamble soldado puede tener varios tipos dentro de él.

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TIPOS DE SOLDADURA Existen tres tipos generales de soldaduras que se utilizan con uno o más de los cinco tipos de juntas: ranuras soldadas, soldadura de filete y soldaduras de tapón/ranura, como las de la figura 12-3. Las soldaduras de ranura se dividen, a la vez, en dos categorías: de penetración total o parcial. En general, se recomienda que las soldaduras de tapón y ranura no se utilicen, pues tienden a ser más débiles que las otras. Se enfocará a los dos subtipos de soldaduras de ranura y las soldaduras de filete. Las soldaduras de ranura son adecuadas para juntas a tope, juntas en esquinas exteriores y juntas de extremos en materiales, con espesor suficiente. Las soldaduras de filete son adecuadas para juntas T, juntas traslapadas y juntas con esquinas interiores. Las soldaduras en ranura tienen penetración completa en la junta (CJP), o bien, penetración parcial en la junta (PJP), como se muestra en las figuras 12-3 y 12-4. Una soldadura de ranura CJP de tope cargada estáticamente a la tensión es tan fuerte como la más delgada de los dos materiales unidos. La resistencia de una junta PJP depende de la profundidad de su “garganta”, como se definen en la figura 12-4. Las soldaduras PJP se utilizan generalmente en ambos lados sobre secciones gruesas, donde la soldadura CJP sería más grande de lo necesario. Observe que el “refuerzo” del cordón que sobresale afuera de la suficiente de las partes soldadas no se incluye en la medición de la garganta. En aplicaciones con carga de fatiga, a menos que el intervalo del esfuerzo sea lo suficientemente bajo, el refuerzo necesita estar al ras del material para eliminar concentraciones de esfuerzo en la suficiente ondulada de la soldadura y en el pie. El área total de la garganta de la soldadura es la dimensión de la garganta multiplicada por la longitud de la soldadura.

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SIGNIFICADOS DE LAS ESPECIFICACIONES Y SIMBOLOGÍA DE LA SOLDADURA. Una estructura soldada se fabrica soldando en conjunto un grupo de formas de metal, cortadas con configuraciones particulares. Durante la soldadura, las diversas partes se mantienen en contacto con firmeza, a menudo mediante abrazaderas o sujetadores. Las soldaduras deben especificarse con precisión en los dibujos de trabajo, lo cual se hace mediante los símbolos de soldadura, como los de la figura 9-1, los cuales han sido estandarizados por la American Welding Society (AWS). La flecha de este símbolo apunta hacia la unión que se va a soldar. El cuerpo del símbolo contiene todos los elementos que se consideran necesarios:  Línea de referencia  Flecha  Símbolos básicos de soldadura, como los de la figura 9-2  Dimensiones y otros datos  Símbolos complementarios  Símbolos de acabado  Cola de la flecha  Especificaciones o proceso

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El lado de la flecha de una unión es la línea, lado, área o elemento próximo al cual apunta la flecha. El lado opuesto de la flecha es el otro lado. En las figuras de la 93 a la 9-6 se ilustran los tipos de soldaduras que los diseñadores emplean con más frecuencia. En el caso de elementos generales de máquinas, la mayoría de las soldaduras son de filete, aunque las soldaduras a tope se emplean mucho en el diseño de recipientes a presión. Por supuesto, las partes por unir deben colocarse de manera que haya un espacio libre suficiente para la operación de soldadura. Si se requieren uniones inusuales debido a un espacio libre insuficiente, o por la forma de la sección, el diseño quizá sea deficiente y el diseñador deberá comenzar de nuevo y tratar de establecer otra solución más adecuada. Como en la operación de soldadura se emplea calor, se experimentan cambios metalúrgicos en el metal de 7

base, cerca de la soldadura. Asimismo, se introducen esfuerzos residuales a causa de la sujeción o unión de las piezas o, algunas veces, debido al orden de la soldadura.

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TERMINOLOGÍA GENERAL DE SOLDADURA La figura 12-1 presenta la terminología clásica en soldadura. El pie se encuentra en el punto de contacto entre la soldadura y el material base en la cara de la soldadura. La raíz se encuentra en la base de la soldadura. La preparación de las piezas para soldar requiere el contorneo de los extremos, así como una apertura en la raíz para permitir que el calor y el metal de la soldadura penetren totalmente. Una apertura de raíz podría requerir del uso de una tira de respaldo para mantener el charco fundido en su lugar, hasta que se solidifica. El respaldo es del mismo o de diferente material. Si es del mismo, se suelda a la junta. Se puede dejar en el lugar o quitarlo esmerilándolo. Generalmente se recomienda esto último, si la junta está cargada dinámicamente, ya que el respaldo crea concentraciones de esfuerzos. El refuerzo es la cantidad de soldadura que sobresale por arriba de la superficie del metal base. Éste se puede dejar en su lugar tratándose de juntas cargadas estáticamente; no obstante, se debe esmerilar para remover la concentración de esfuerzos en el pie, si están cargadas dinámicamente. El material del refuerzo no se considera contribución a la resistencia de la soldadura, a pesar de estar cargado. La dimensión de la garganta, la cual sirve para determinar el área de esfuerzo, excluye el material de soldadura fuera del grosor de la pieza o el contorno de la soldadura.

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MÉTODOS DE SOLDADURA Soldadura de arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW): Llamada también “soldadura con varilla”, utiliza trozos de electrodos (varillas) que están recubiertas con fundente en el exterior. Conforme el arco funde el electrodo, el fundente licuado fluyen hacia el charco para cubrirlo y protegerlo del contacto con el aire. El método se utiliza comúnmente en exteriores o para reparaciones de campo, ya que no produce gas que sea arrastrado por el viento. La soldadura de arco con núcleo de fundente (FCAW): Emplea un electrodo de alambre hueco, con el fundente atrapado en su núcleo hueco. Ello le permite formar cordones de longitudes grandes. La máquina soldadora tiene un alimentador del alambre que impulsa éste a través de la cabeza soldadora, a una rapidez controlada por el soldador, volviéndolo un proceso continuo y más eficiente. Los electrodos de alambre de FCAW están disponibles, con o sin un chorro de gas inerte. El gas inerte facilita su uso en interiores, pero con el electrodo correcto se puede usar también sin gas. La soldadura de arco de gas con electrodo metálico (GMAW): Conocida también como soldadura MIG (electrodo con gas inerte), emplea un electrodo de alambre sin fundente. Se dirige un gas inerte hacia la soldadura para 10

desplazar el aire. Esto produce soldaduras más limpias debido a la ausencia de escoria y la limpieza subsiguiente, pero no se puede utilizar en exteriores si el viento sopla a más de 5 mph. Soldadura de arco de gas con electrodo de tungsteno (GTAW): Conocida también como TIG (tungsteno con gas inerte) o soldadura Heliarc, emplea un electrodo de alambre de tungsteno que no se consume. Por separado, se alimenta una varilla o alambre de metal al charco fundido. Un gas inerte como el argón se dirige hacia la soldadura para protegerla. El gas que se usó originalmente fue el helio, del cual proviene el nombre heliarc. Este método se utiliza a menudo sobre aluminio, titanio y magnesio, así como en reparaciones finas. Brinda una soldadura limpia, aunque en exteriores tiene la misma limitación por el viento que la GMAW. La soldadura de arco sumergido (SAW): Usa fundente pulverizado aplicado en una cantidad tal que sepulta o “sumerge” toda la soldadura en un manto tan grueso que no se observa el arco. El operador sólo necesita protección transparente para los ojos. El fundente se alimenta al arco como un flujo de polvo mediante un tubo adyacente o concéntrico al electrodo. Después de que la soldadura se enfría, se cepilla o aspira el polvo remanente para volver a utilizarlo. La escoria fundida se descascará para poner al descubierto la soldadura. Tal proceso se limita a soldaduras sobre superficies altas y es más adecuado en la producción de soldaduras en un taller, donde el movimiento y la trayectoria del electrodo se pueden controlar automáticamente con un robot o con guías semiautomáticas. Da una buena apariencia de la soldadura libre de salpicaduras. Las soldaduras de resistencia Se aplican en las hojas delgadas de metal, con un proceso eléctrico similar. Los electrodos entran en contacto con el sándwich de metal y una gran corriente eléctrica pasa a través de las hojas, fusionando los dos materiales con un “punto”. Si los electrodos se mueven a lo largo de las partes con la corriente, crearán una “costura” de soldadura. Se suele emplear un láser para crear el calor necesario en 11

lugar de electrodos. En dichas soldaduras no se agrega un material de relleno. Generalmente sirven para soldar piezas automotrices, así como envolturas de hojas de metal y otras estructuras de pared delgada, aunque no se manejan en las secciones de las hojas.

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CONCLUSIÓN Para concluir con el tema de la soldadura es importante señalar que la soldadura es un proceso de unión, el cual se define como una unión permanente, es decir, que no puede sufrir una modificación. Después de ser realizada de una o más pieza logradas a través de la fusión al cual se le puede agregar material de aporte este tiene como función fundirse y se convierte en la unión permanente denominada cordón en términos generales este es el funcionamiento del proceso de soldadura. En la industria la soldadura es un proceso de gran importancia en general siendo un proceso fácil para la unión de piezas permanentes necesarias el proceso de la soldadura es una actividad retroactiva es decir no solo sirve para crear o innovar piezas si no también en la reparación de las mismas debido a sus características y un punto más a tocar es que no posee limitantes con respecto al ambiente de trabajo, el proceso de la soldadura fue un gran descubrimiento para el desarrollo de la industria su descubrimiento se llevó a cabo cuando se develo que era posible conducir electricidad en el aire entre dos electrodos. Existe también un crecimiento notable en el uso de diferentes aplicaciones no solo sirve como la unión, en ocasiones se utiliza como recubrimiento o protección del metal a ser usado

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BIBLIOGRAFÍA Norton, R. L. (2011). Soldadura. En R. L. Norton, Diseño de Máquinas: Un Enfoque Integrado (págs. 792-794). México: Person Educación.

Richard G. Budynas, J. Keith Nisbett. (2008). Soldadura, adhesión y diseño de uniones permanentes. En J. K. Nisbett Richard G. Budynas, Diseño en Ingeniería Mecánica de Shigley (págs. 754-756). México: MC Graw-Hill.

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