Diseño mecánico Símbolos de soldadura

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE SALINA CRUZ

DISEÑO MECANICO II

PROFESOR: ING. ORLANDO MARTINEZ HERNANDEZ

VII SEMESTRE B-1

UNIDAD 1 UNIONES SOLDADAS Y ATORNILLADAS

INGENIERIA MECANICA

ALUMNO: MANUEL ORTEGA MORALES

SALINA CRUZ OAX, A 25 DE AGOSTO DEL 2015

Símbolos de 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, 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

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Figura 1.- Representación simbólica de soldadura estándar AWS con la ubicación de los elementos del símbolo.

• Símbolos básicos de soldadura, como los de la figura
• Dimensiones y otros datos  
• Símbolos complementarios  
• Símbolos de acabado  
• Cola de la flecha  
• Especificación o proceso  

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 siguientes 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 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. Por lo general, estos esfuerzos residuales no son tan severos como para causar problemas; en algunos casos se ha determinado que un tratamiento térmico ligero, después de la soldadura, es útil para liberarlos. Cuando las partes que se van a soldar son gruesas, resulta beneficioso someterlas a un precalentamiento. Si la confiabilidad del componente debe ser muy alta, es necesario establecer un programa de pruebas para identificar qué cambios o adiciones son necesarias con el objeto de asegurar la mejor calidad.

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Figura 2.- Símbolos de soldadura por arco y oxigeno.

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Figura 3.- Soldaduras de filete. a) El número indica el tamaño del cateto; la flecha debe apuntar sólo hacia una de las soldaduras cuando ambos lados son iguales. b) El símbolo indica que las soldaduras son intermitentes y con longitud de 60 mm y con una distancia de 200 mm entre centros.

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Figura 4.- El círculo en el símbolo de la soldadura señala que la soldadura debe ser circundante.

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Figura 5.- Soldaduras a tope o de ranura: a) cuadrada soldada a tope a ambos lados; b) V simple con bisel a 60° y abertura de la raíz de 2 mm; c) V doble; d) bisel sencillo.

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Figura 6.- Soldaduras especiales de ranura: a) unión en T para placas gruesas; b) soldaduras en U y J para placas gruesas; c) soldadura en esquina (también puede tener un cordón de soldadura en el interior para mayor resistencia, pero no debe usarse para cargas pesadas); d) soldadura de borde para lámina de metal y cargas ligeras.

Soldaduras a tope y de filete 

En la figura 7a se presenta una soldadura en una ranura en V sometida a una carga de tensión F. En el caso de cargas de tensión o de compresión, el esfuerzo normal está dado por 

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donde h es la garganta de la soldadura y l es la longitud de la soldadura, como se muestra en la figura. Observe que el valor de h no incluye el refuerzo. Éste puede ser deseable, pero varía un poco y produce concentración de esfuerzo en el punto A de la figura. Si existen cargas de fatiga, una buena práctica consiste en esmerilar o maquinar el refuerzo.

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Figura 7.- Unión a tope típica.

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Figura 8.- Soldadura con filetes transversales.

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Figura 9.- Diagrama de cuerpo libre de la figura 8.

El esfuerzo promedio en una soldadura a tope debido a carga cortante está dado por

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En la figura 8 se ilustra una soldadura de filete transversal típica. En la figura 9 se aisló una parte de la unión soldada de la figura 9-8 y se representa como un diagrama de cuerpo libre. Con un ángulo θ, las fuerzas de cada parte soldada consisten en una fuerza normal Fn y una fuerza cortante Fs. Cuando se suman las fuerzas en las direcciones x y y, se obtiene

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Usando la ley de los senos para la figura 9, se tiene que

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