Cálculo, Diseño,, fabricación y montaje de
estructuras de acero conforme a las especificaciones AISC 2005
B. C. S.
18 y 19 de Mayo de 2011
Tema: Fabricación y montaje de estructuras de acero Catedrático: Ing. Sergio Barajas García
“En estructuras de acero no hay una solución única que sea la panacea” Ing. Oscar de Buen y López de Heredia
“En estructuras de acero no hay una solución única que sea la panacea” Ing. Oscar de Buen y López de Heredia
LAS INGENIERIAS Y SU RELACIÓN CON LA FABRICACIÓN
INGENIERÍA BÁSICA
INTERFASE DE INGENIERÍA DE DETALLE Y SISTEMAS CAM
INTERFASE DE INGENIERÍA DE DETALLE Y LA
CONEXIÓN CON LA PROGRAMACIÓN DE OBRA
1
2
3
2D
GENERACI N DEL PLANO DE TALLER ENSAMBLE 4
Plano de taller con marcas de partes aisladas para un solo ensamble
5
Marcas aisladas de partes Proceso manual de trazo
6
7
”
INTEGRACIÓN DE UN SOLO MODELO “BIM” ALCANCE: CUBRIR EL PROCESO COMPLETO, DESDE EL DE LA FABRICACIÓN, PROGRAMACIÓN Y MONTAJE, PROCESO DE LA OBRA
Integra: Análisis, diseño, planos de taller, archivos CAD CAM, proceso de gestión y programación
Plano de taller de parte (archivo CAM) Plano de taller de ensamble
Plano de tornillería Plano de monta e
+ Nesting
producción + Archivos CAD
Interfase con el control numérico
Programación por fases
Control de la programación
Generación automática de cualesquier reporte
Planos 3D, cortes, plantas, archivos CAD, archivos CAM, planos de detalle, etc.
FILOSOFIA DE DISEÑO INTEGRADO LA FABRICACIÓN
CONCEPTO DE OBRA COMO UN CONJUNTO
EL SUBCONJUNTO DE ENSAMBLES
ELSUBCON UNTO DEPARTE
NOCIÓN DE MARCA
OPTIMIZACIÓN DE DISEÑO (MINIMIZAR PARTES, , . ., HOMBRE TONELADA)
U = Todos los elementos de la obra. B = Todos los ensambles en estructura de acero de la obra. A = Todas las partes que componen a los ensambles
IMPORTANTE Todas las partes iguales reciben la misma marca, aun en diferentes ensambles,
Plano de ensamble
R = AL MODELAR:
ESTABLECER EL MAYOR NUMERO DE ATRIBUTOS POR PARTE MANIPULAR EL PREFIJO DE LA MARCA CON SENTIDO LOGICO MANIP LAR EL PREFI SENTIDO LOGICO
DEL EN AMBLE
N
AL ESTABLECER ESTE SISTEMA ORDENADO:
FABRICACIÓN INDUSTRIAL AUTOMATIZADA
CONTROL DE LA FABRICACIÓN
OPTIMIZACIÓN DE MATERIA PRIMA ACERO
CRITERIOS DE DISEÑO ASOCIADOS AL PROCESO DE FABRICACIÓN
LA FABRICACIÓN ÒPTIMA SE ENCUENTRA CUANDO , RESUELVE CON EL MENOR NUMERO POSIBLE DE PARTES APLICANDO EL MENOR NUMERO DE PROCESOS. TODAS LAS PARTES SE PUEDEN FABRICAR A T ALMENTE EN F RMA A T MATIZADA
Una parte por ensamble (dos procesos)
Sistema de piso
¡58 partes por ensamble!
Una parte por ensamble
ESTANDARIZACIÓN DEL NUMERO DE ENSAMBLES DIFERENCIAS EN LOS ELEMENTOS MECÁNICOS DE .
TOMAR EN CUENTA LA DIFICULTAD DE FABRICACIÓN “OPTIMIZACIÓN” DE MATERIAL
Cambio de espesores en patín
LA FORMA (SHAPE) NATURAL DE UN ELEMENTO DE ACERO ES LA “I” , DESDE SU PROCESO DE LAMINACIÓN, PROCESO DE , , APLICACIÓN DE SOLDADURA, ETC. , CONVIENE TRATAR DE APROVECHAR ESTA VENTAJA NATURAL, A PESAR DE SU LIMITACIÓN ESTRUCTURAL EN LA ORIENTACIÓN DÉBIL. PARA COMPENSAR ESTA DEFICIENCIA DE LA SECCIÓN “I” SE HAN DESARROLLADO SISTEMAS QUE CONVIENE INTENTAR APLICAR, ANTES DE CONSIDERAR SECCIONES CERRADAS EN .
“ ”
“ ”
“ ”
“ ”
“ ”
“ ”
INCOVENIENTES DE FABRICACIÓN
SOLDADURA INTERIOR EN ATIESADORES
REDUNDANCIA EN LAS CONEXIONES
MAYOR DIFICULTAD EN CONTROL DE CALIDAD
¡45 tapas biseladas a P.C.!
PROCESOS AUTOMATIZADOS DE FABRICACIÓN EN ¡ TODOS LOS PROCESOS DE FABRICACI N DE PARTES PUEDEN SER AUTOMATIZADOS ! DOS FAMILIAS: PERFILES Y PLACAS
CORTE TÉRMICO, MARCADO, TRAZADO “SCRIBING”, , , , . PLACAS: OXICORTE, PLASMA, BARRENACIÓN, , , , , ROLADO, CORTE-CIZALLA, FABRICACIÓN VIGA DE .
Corte con sierra de disco
Corte con sierra cinta
Sistema de medición longitudinal CALIBRO
Control numérico
Taladro triple
Sistema de medición longitudinal
Sistema de medición longitudinal del taladro
Corte térmico / Robot 6 grados de libertad
Corte térmico
Cabina robot y marcadora
razo para accesor os (atiesadores, clips, etc.) de procedente del modelo BIM
Scribing
Camber
o a ora e per es
Granallado Sand Blast
Producción masiva de placas
Pantógrafo de oxicorte CNC
Máquina multiprocesos + Taladro helicoidal + Punzonado + Marcado + Plasma
Punzonado, marcado y corte con plasma
Desperdicio
Soldadura twin arc (SAW)
Tren de enderezado
Fabricación viga de 3 placas
Segundo paso del T-Master
Fabricación viga de 3 placas
Roladora de placa
Granallado de placa
TIPOS DE TORNILLOS EMPLEADOS EN ESTRUCTURAS DE ACERO
INSTALACIÓN
PROCESOS DE SOLDADURA
AL CONTACTO PRETENSIONADOS
Torquímetro
n v ri r l r n r usados en la fabricación y montaje de estructuras.
.Shielded metal arc welding - Comúnmente conocido como soldadura con electrodo recubierto para aplicación manual. Es el más antiguo y convencional de los procesos de soldadura de arco. Se caracteriza por su versatilidad sim licidad. Ha anado re utación or depósitos de soldadura de alta calidad en diversas . lento de aplicación manual y en consecuencia más caro .
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Desperdicio
.Flux cored arc welding - Este proceso es utilizado con la protección de un fundente contenido dentro del electrodo de alambre tubular, con o sin . variantes, una en la que se emplea un gas de protección dentro del alambre tubular y otra que se basa enteramente en gas de protección generado por la . electrodo es siempre tubular. Aparece como el proceso más popular dentro de las aplicaciones semiautomáticas en la fabricación de estructuras de acero. Tiene , comercialmente del orden de 22 Kgs. Al poder incrementar el amperaje con este producto se logran depósitos mayores de cantidad de soldadura. Dentro de este protección –flux- está contenida en el interior del propio alambre y el gas shielded flux core (FCAW-g) en que se utiliza un gas de forma externa, del tipo CO o al una otra mezcla. Las características de los alambres ue ueden emplearse en este proceso se especifican en AWS apartados A5.20 y A5.29
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CO2
Alambre tubular
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3.- SAW Submerged arc welding - La aplicación de la soldadura se ace por me o e a am re s o e cua a un rse ser protegido externamente por el flux, material granular que sirve que no dependen directamente de la habilidad del soldador. Pueden desarrollarse altos amperajes en alambres –electrodose peque o metro resu tan o exce entes cant a es e depósito por unidad de tiempo y lográndose una profunda . desprendimiento de la costra de flux es fácil de remover. Los electrodos utilizables para este proceso están clasificados bajo AWS A5.17 y AWS A5.23.
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Alambre sólido olva de flux
ARCO SUMERGIDO
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Flux
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.Gas metal arc welding - Se aplica con equipos similares a los del roceso FCAW de hechos dos rocesos son mu similares. La ma or diferencia es que este proceso utiliza alambre sólido (no tubular) y tiene la ventaja de dejar muy poca escoria residual. No es un proceso muy popu ar en a a r cac n e es ruc uras me cas. o se e e básicamente que el proceso es muy sensible a la escama de laminación, el óxido de la pieza por soldar, la dificultad para controlar la aplicación y la fácil pérdida de la protección gaseosa. La protección en la aplicación proviene de suministro de gases externos del tipo CO2 o una mezcla. En MAG (metal active gas) cuando es utilizado el CO2 y MIG (metal inert gas) cuando predomina la mezcla de gases con base en el argón. Aplicaciones en tuberías, acero inoxidable e industria ligera (muebles).
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SELECCI N DE LA CALIDAD DE LA SOLDADURA
CONEXIONES PRECALIFICADAS
PRUEBA CHARPY V-NOTCH
n u o e mpac o
Soldadura E-70
Ensayo de resistencia y elongación
Distorsión angular
A = área de sección transversal de la soldadura (in2) t = tamaño de la soldadura (in2)
Distorsiones angulares
= I = momento de inercia del miembro (in4) L y d = longitudes indicadas en figura (in)
AISC (THIRTEENTH EDITION) . .
CONTROL DE CALIDAD – CRITERIOS DE INSPECCI N
CONTROL DE CALIDAD – CRITERIOS DE INSPECCI N
CONTROL DE CALIDAD – CRITERIOS DE INSPECCI N
CONTROL DE CALID CALIDAD AD – CALI CALIFICAC FICACIÓN IÓN DE SOLDAD SOLDADORES ORES
CONTROL DE CALID CALIDAD AD – CALI CALIFICAC FICACIÓN IÓN DE SOLDAD SOLDADORES ORES
PROBETA PROBETA PARA SER RADIOGRAFIADA
CONTROL DE CALIDAD – CALIFICACIÓN DE SOLDADORES
PRUEBA DE DOBLEZ GUIADA
CONTROL DE CALIDAD – CALIFICACIÓN DE SOLDADORES
PRUEBA DE DOBLEZ GUIADA
CONTROL DE CALIDAD – CALIFICACIÓN DE SOLDADORES
CONTROL DE CALIDAD – CALIFICACIÓN DE SOLDADORES
– WPS Welding Procedure Specifications PQR Procedure Qualification R ecord Herramienta usada para comunicar al soldador, supervisor e inspector como realizar una soldadura .
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Se establecen todos los parámetros que intervienen: , , , alambre o electrodo y sus dimensiones, posición, preparac n, m ac ones e espesores a so ar, parámetros de la fuente de poder –voltaje, amperaje, velocidad del alambre, stickout, polaridad DC+ –, etc.
Deben ser escritos por expertos en técnicas de soldadura.
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AWS D1.1 presenta WPSs precalificados, aprobados por el propio Comité AWS. Han demostrado , pruebas (test). El hecho de que sean procedimientos ca ca os no exc uyen que e an ser escr os en e plan de fabricación.
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Si el procedimiento no es precalificado, una vez que se han probado suficientes especímenes muestra, los resultados deben consi narse en una bitácora de records. Todos estos resultados se denominan PQR y . - . resultados son negativos el PQR no puede establecerse como respaldo del WPS.
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CONTROL DE CALIDAD – PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN
Recepción de materiales, almacenaje e identificación ar me ros e cor e Enderezado Preparación del material Armado Soldadura, precalentamiento, preparaciones, WPS, PQR Pruebas de laboratorio Limpieza, campo de anclaje Pintura es esores adherencia ruebas Almacenaje y control de embarques
CONTROL DE CALIDAD – CERTIFICADO DE MATERIALES
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CONTROL DE CALIDAD – PREPARACIONES SOLDADURA
CONTROL DE CALIDAD – PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS
UT (UNIONES A TOPE)
CONTROL DE CALIDAD – PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS
LÍQUIDOS PENETRANTES (FILETES)
CONTROL DE CALIDAD – PRUEBAS NO DESTRUCTIVAS Inspección radiográfica (RT) usa rayos X o gamma que pasan a través de la soldadura y se exponen a una película fotográfica colocada . Los rayos x son producidos por generadores de alto voltaje, mientras que los rayos gamma son producidos por una desintegración atómica de isótopos radioactivos.
CONTROL DE CALIDAD – ESPESORES DE PINTURA Y ADHERENCIA
PRUEBA DE ADHERENCIA
MEDICIÓN DE ESPESORES
PRUEBAS EN CADA UNA DE LAS FASES DE LA
FABRICACION DE ELEMENTOS Y COMPONENTES REGISTRO DE DONDE SE TOMADO CADA MATERIAL QUE COMPONE EL ENSAMBLE Y CERTIFICADO DE CALIDAD DEL MATERIAL DE TODAS LAS PARTES QUE COMPONEN EL ENSAMBLE
FABRICACION DE ELEMENTOS Y COMPONENTES (INSPECCION
MAPEO (LOCALIZACIÓN)
INDICA EL PERSONAL CALIFICADO Y LA UBICACI N DONDE FUE REALIZADA LA SOLDADURA
