cap 8 soldadurass
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7/25/2019 Cap 8 Soldadurass
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W-1
Definicion:Definicion:Un proceso de unen piezas de metal mediante calentado de sus
superficies a un estado plstico permitiendo que sus partes fluyan y se unan,con o sin un material de relleno.
Historia de las Soldaduras:Historia de las Soldaduras:
5500 B.C. Egyptiansrecognize forge welding for copper and gold.
800 A.D. Damascus Sword-ayers of metal forge welded to !ig! strengt!.
1877 A.D. Eli!u "!ompson, Electric resistance welding possi#ility
recognized.
1889 A.D. $. Stro!meyer introduced t!e concept of coated electrodes
%S!ielded &rc 'eld(, %S)&'(.
1903 A.D. *ouc!e + $icard introduced oyacetylene cutting and welding tec!niques.
1932 A.D. as )etal &rc 'elding %)&'(.
1990 A.D. 'elding &utomation %o#otics(.
/010U)SS2/*
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W-2
1 soldadura de arco electrico protegido - Shielded etal Arc
!eld "SA!#$a tecnica ms popular de soldado %stic3 welding(.
a proteccion del electrodo permite4
& 5 $roducir escudo gaseoso para ecluir el o6geno.
7 5 0ntroduce material que me8ora la calidad de la union.
/ 5 $roduce una capa de escoria para retardar el
enfriamiento y e9itar la oidaci:n.
El proceso S)&' es designado
por &'S como E;
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2 Su%&erged Arc !eld "SA!#$
Su#merged arc welding %S&'(
/010U)SS2/*
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3 'as etal Arc !eld "'A!#$
/010U)SS2/*
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( )lu* Arc !eld ")CA!#$
W-5
?mm
0nner flu
'eld #ase metal%steel(
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W-6
A Juntas a Tope (Butt Joints):
B Juntas Traslapadas (Lap Joints):.
C Juntas en T (Tee Joints):
D Juntas de Esquina(Corner Joints):-
E untas de Borde(Ed!e oints):-
/010U)SS2/*
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A# Soldaduras a +ope $
Usado cuando miem#ros a ser soldados se alinean enel mismo plano. a soldadura tiene la misma resisrencia que
el material #ase %o a@n mayor(.
B# Soldaduras a )ilete$
Es la mas popular de lassoldaduras.Ao requieren alineaci:nespecial de las piezas, ni preparaci:nde los #ordes.
%a( roo9e weld.
%#( *illet weld.
/010U)SS2/*
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C# Soldadura de ,aura "Slot
!eld# $
D# Soldadura de uto "lug !eld# $
/010U)SS2/*
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/010U)SS2/*
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/010U)SS2/*
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&wB tew C&0S/ 2 .?.?a. $g ?;.?-FG
donde4
&wB &rea efecti9a de la soldadura.
teB Espesor garganta efecti9a.
wB ongitud de la soldadura.
H$ara soldaduras a tope de penetracion parcialver (tabla J 2.1 Pag. 16.1 -44)
H$ara el tamaIo minimo de soldaduras a tope de penetracion parcial
ver (tabla J 2.3 pag. 16.1-95).
t? t
t t
te B t?
te B t
/010U)SS2/*
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W-12
Se asume que las soldaduras a filete forman un triangulo rectangulo con un
angulo de JK, como se muestra a#a8o. El tamaIo de la soldaduta es el lado deltriangulo, y se denota como %w(. El plano de falla%la secci:n mas de#il( se daalrededor de la garganta de la soldadura, denotada como %t(L Donde %t B M.>M>
w(. a longitud de la soldadura %( es la longitud del plano de corte a lo largo de
la soldadura.
El area efecti9a de una soldadura de filete es4
&wB tewdonde,
&wB &rea efecti9a de la soldadura.
teB Espesor de la garganta efecti9a B M.>M> w
wB ongitud efecti9a de la soldadura.
/010U)SS2/*
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1 Tamao minimo :
2 Tamao maximo :
/010U)SS2/*
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3 Longitud efectiva minima:
/010U)SS2/*
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Selecciones una tamaIo de soldadura adecuado para la
coneion mostrada a#a8o4Solucio $"amaIo maimo4$ara placa de espesor N4
in.
16
7
16
1
2
1
16
1t ===
in.83elegidosoldaduradeTamao
in.16
51deplacalade
soldadurademinimoTamao
=
=
Aota 4 "amaIo maimo de la soldadura se controla con la placa mas pequeIa, "amaIo minimo de la soldadura se controla con la placa mas grande
N
?
/010U)SS2/*
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/010U)SS2/*
/010
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1 ,esistecia de soldaduras a tope $
"!e strengt! of full penetration groo9e weld is superior
to t!at of t!e #ase metal, if matc!ing filler is selected
%$age '-?K(.
"!e Aominal strengt! of weld per one inc! lengt! %nw(
is #ased on yielding of #ase metal rat!er t!an on weld
material4
nwB te*y %"ension or /ompression(
nw
B te %M.; *y( %S!ear(
w!ere 4 teB effecti9e t!ic3ness of weld.
* B yield stress of #ase metal.
/010U)SS2/*
/010
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2 ,esistecia de soldaduras a )ilete $
"!e strengt! of fillet welds are always controlled #y s!ear on t!e
weld plane or s!ear on t!e #ase metal.
"!us4
nwB te%M.; *E==( weld metal.
ornwB t %M.; *u( #ase metal.
w!ere4
nwB esistance %strengt!( of weld per one inc! lengt!.
te B Effecti9e t!roat t!ic3ness of weld. t B "!ic3ness of t!e #ase metal.
*E==B Ultimate tensile strengt! of electrode.
*u B Ultimate tensile strengt! of metal.
/010U)SS2/*
/010
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W-19
weld.oflengt!unitperloadfactored4w!ere
O
4'elds*or
O
4general0n
u
unw
n
=
iiQ
1 Soldaduras a tope co peetracio total$
& 5 "ension or compression %"a#le 2.K(
material eld!t0.90"#
material$ase!t0.90"#
%en
%en
=
=
7 5 S!ear on Effecti9e &rea %"a#le 2 .K(
material weld(*%M.;tM.MO
material#ase(*M.;%tM.M
tM.MO
E==enw
ye
yenw
=
=
=
/010U)SS2/*
/010
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W-20
2 Soldaduras a /ilete
"!e design strengt! per unit lengt! of fillet weld is #ased on t!es!ear resistance t!roug! t!e effecti9e t!roat of t!e weld %"a#le 2.K(4-
#ut s!ould not #e greater t!an t!e s!ear capacity of t!e #ase metal4
&''e
&''en
!t0.45
materialeld (!)0.6t0.75"#
=
=
)*4.2(!t0.45
material$ase(!)0.6t0.75"#
u
un
=
=
w!ere4
te B Effecti9e t!roat t!ic3ness.*E==B "ensile strengt! of electrode.
t B "!ic3ness of t!e #ase metal.
*u B "ensile strengt! of metal
/010U)SS2/*
/010
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/010U)SS2/*
/010
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/010U)SS2/*
/010
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/010U)SS2/*
/010
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W-21
/alcule la capacidad de la coneion mostrada considerandoSoldadura E>M== y metal #ase %&-F;(Solucio$-
1# +a&ao de soldadura $-
"amaIo minimo B ?PQ in %"a#le 2..J(
"amaIo maimo B R - ?P?; B FP?; in tamaIo esta #ien.
in.0.13316
3+0.7070.707te ===
,ipsin.4.2
70+0.6+0.133+0.75
(!)0.6t75.0# &''en
=
=
=
2# Capacidad de Soldadura $-
e&plo 2$
/010U)SS2/*
/010
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W-22
,ipsin.6.5
58+0.6+4
1+0.75
(!)0.6t75.0# un
=
=
=
3# Capacidad &etal %ase $-
(# Capacidad de la coe*io$-
3ipsPin..JF
QJ.
O nwn
3=
=
=
/010U)SS2/*
/010
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W-23
Seleccionar el espesor de una placa con una coneion diseIeda a tope con$enetracion total con acero %& K> rado KM( y proceso S&'
Solucion:Solucion:;
D B ?3
B ;M3$u
?( $uB ?. ? T ?.; ;M B ??M 3ips.
( Espesor requerido de la placa4
"nB M. *y &g B M. KM ; t B >M t %controla(
o "nB M.>K *u&eB M.>K ;K ; t B.K t
.16
7ntonces41.0270
110
== incheintrequired
F( Eligiendo el electrodo e las ta#las *>==-E=== %*E==B >M 3si(
e&plo 3$
/010U)SS2/*
/010
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W-24
Desig the sie ad legth o/ )illet 4eld /or the lap oit sho4 %elo46se SA! 70 process plates are A-3 steel
Solution:Solution:
*actored load B ?. K T ?.; >M B ?J 3ips.
)inimum weld size B R inc! %&0S/ ta#le 2 .J(
)aimum weld size B KPQ 5 ?P?; B P?; %&0S/ 5 # $age K(.
Select size %KP?; inc!( since you can get it in a single pass.
teB M.>M> KP?; B M. inc!
*a&ple !-($
/U)SS2/*
/010
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W-25
continued:continued:
?( !eld capacit: per ichB nwB M.>K te%M.; *E==(
B M.>K M. M.; >M
B ;.; 3ips per inc! %controls(
( late shear-rupture B nwB t %M.;*u(
B M.>K M.;K M.; KQ
B ?;.F 3ips per inc!
F( +otal legth o/ 4eld re;uired$
Use weld around plate as s!own.
%Use t!ree sides of > inc! eac! B ? inc!(.
ince!"
P#
n$
u$ 420
906
142.
.===
U)SS2/*
/010
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U)SS2/*
/010
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U)SS2/*
/010
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/010
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/010
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U)SS2/*
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2/*
/010U)SS
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W-26
&ngles are eccentric in carrying aial loads as t!eir center of gra9ity
, or y are denoted #y t!eir properties. 7ut we can #alance t!e weld
"o comply wit! t!e angle center of gra9ity %/(.
Since %*( is 3nown %eg lengt! weld capacity(,
"!en %*?( is found, also4
*FB " 5 *?5 *
2
00
21
221
%
d
&'%
%d%&'( d
=
==
2/*
/010U)SS
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W-27
*a&ple !-5*a&ple !-5
Design a #alanced weld for angles!own #elow, %& K>-r KM steel(and S)&' process specified
Solution:Solution:
1# Sectio capacit:$"nB M.M *y&yB M. KM F.;? B ?; 3ips
or "nB M.>K *u&eB M.>K ;K M.QK F.;? B ?KM 3ips %controls(.
2# Steel 4eld sie$
)inimum weld size B FP?; inc! %"a#le 2.J()aimum weld size B
Use R inc! fillet weld wit! E >M== electrodes.
teB M.>M> R B M.?>> inc!.
.inc165
161
83 =
2/*
/010U)SS
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W-28
contd"contd"
3# K M.?>> M.; >MB K.K> 3ips per inc!. %controls(
or nwB t %M.; *u( B M.>K M.F>K M.; ;K
B ?? 3ips per inc!.
(# Deter&ie 4eld legth re;uired$
*B nww B K.K> ; B FF.J 3ips
inc!.?K.K.K>
QJ.Q
inc!.K.>K.K>
F?.Q
3ips.QJ.QF?.QFF.J?KM**"*
3ips.F?.Q;
FFF.J
;
?.J?KM*
wF
w?
?F
?
==
==
===
=
=
2/*
/010U)SS
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W-29
Eccentric s!ear welded connection are popular for column
#rac3ets supporting gantry crane loadings or mezzanine floors. "!e
connection #elow produces %s!ear T torsion( on t!e weld. "!e
*D met!od for %s!ear T torsion( is #ot! difficult and lengt!y, &
more conser9ati9e elastic 9ector analysis met!od is allowed #y
&0S/4
2/*
/010U)SS
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W-30
"!e eccentric load is
transferred to t!e centroid of t!e weld
group. "!e transferred load s!allconsist of a load plus
a moment "= >e#w!ere4
e B eccentrity.
"!e actual weld t!ic3ness
resisting s!ear and torsion forces is
%M.>M>w(, #ut for simplicity, we
consider effecti9e t!roat
t!ic3ness B ?.M inc!.
*rom direct s!ear only %due to $(4-
( )yx PPP
+=
?
./
?
./
?
./
:
1:
*1*
1
=
=
=
? inc!
$y
$
$)B$Ve
2/*
/010U)SS
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W-31
J
dMf
.2 =
"!e transferred moment %)( causes additional s!ear stressesdepending on t!e critical locations of t!e weld %far edges of t!e weld(.
w!ere4
) B moment due to eccentricity B %$.e(
d B distance to t!e fart!est weld point .
2 B $olar moment of inertia.
( )
yyxx
A A
A
A
II
dAydAx
dAyx
dArJ
+=
+=
+=
=
22
22
2w!ere4
"!is can #e 9ector analyzed to4
J
Mxf
J
Myf
2y
2x
=
=
2/*
/010U)SS2/*
-
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W-32
M>wrequired
E==
vf
)
-
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W-33
E#a$ple %-&E#a$ple %-&
Determine t!e size of t!e weld required
for t!e #rac3et s!own. &-F; steel isused, S)&' processW
Solution:
.in?K?K>M002
in?K.M%?.>?J(Q??
?%Q(Q;(%??(%.0
in>MQQQQ?JJ
Q%;(Q%;(?
%?(?0
in.3J.QK.>?J(%?M;M.)
inc!.Q;
QQ?
JQ
Jyy
JF
yy
J
F
=+=+=
=
++=
=++=
++=
=+==
=
++
=
eP
2/*
/010U)SS2/*
-
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W-34
E#a$ple (%-&) -E#a$ple (%-&) - ContinuedContinued
ksi2.14328
60
12)81x(8
60f
forces).horizontal(no0f
1y
1x
==++
=
=
7y inspection points %& X 7( are more critical t!an points %7 + /(L
"a3e point %&(4
ksi10.131
5.886)(2.143(6.181)
)f(f)(ff
ksi5.886915
5.714942.8
x!)(f
ksi6.181915
6942.8
y!)(f
22
2"2y1y2"2xv
"2y
"2x
=
++=
++=
=
=
=
===
2/*
/010U)SS2/*
-
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W-35
E==
9req.
*M.;?M.>M>w
f
Select E>M== as gi9en #y matc!ing ta#le.
inc!M.JKK>MM.;?M.>M>M.>K
?M.?F?w req ==
Use N inc! weld size
inc!(P%tinc!Q
Fsizeweldminimum
inc!P?;
?
?;
sizeweldmaimumSince
?;?.
f
?
==
==
E#a$ple (%-&) -E#a$ple (%-&) - ContinuedContinued
2/*
/010U)SS2/*
-
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W-35
2/*
/010U)SS2/*
-
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W-35
2/*
/010U)SS2/*
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2/*
/010U)SS2/*
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2/*
/010U)SS2/*
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