“AÑO DEL BUEN SERVICIO AL CIUDADANO”
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA
“PRACTICA N°02: JUNTAS DE SOLDADURA SOLDADURA” DATOS DATOS INFORMA INFORMATIVOS TIVOS::
Facultad Curso Área Carácter del curso Ciclo de estudios Código del curso Semestre Académico Docente responsable Alumno
: Ingeniería : Calculo de Elementos de Maquinas I : Ciencias de la Ingeniería : Obligatorio : IX : 160038 : 2017-I : Ing. Nelver Escalante Chauca Mejía Mejía Javier Javier : Chauca
Nvo. Chimbote, Chimbote, mayo mayo 2017
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I.
OBJETIVO •
GENERAL
-Dimensionamiento de la junta a soldar. •
ESPECIFICOS
-Seleccionar la junta adecuada acorde al propósito. - Seleccionar la junta adecuada acorde a la fabricación y montaje del elemento estructural. II.
MARCO TEORICO INSTRUMENTOS DE MEDICION
WINCHA Es un instrumento de medida que consiste en una cinta flexible graduada y que se puede enrollar, haciendo que el transporte sea más fácil. También con ella se pueden medir líneas y superficies curvas.
CALIBRADOR El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera o pie de rey, es un instrumento de medición, principalmente de diámetros exteriores, interiores y profundidades, utilizado en el ámbito industrial. El vernier es una escala auxiliar que se desliza a lo largo de una escala principal para permitir en ella lecturas fraccionales exactas de la mínima división. Para lograr lo anterior, una escala vernier está graduada en un número de divisiones iguales en la misma longitud que n-1 divisiones de la escala principal; ambas escalas están marcadas en la misma dirección.
ESCUADRA Es una herramienta para el trabajo en carpintería o metalistería, usada para marcar y medir una pieza de material.
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Universidad Nacional Del Santa – E.A.P. Ingeniería Mecánica Cálculos de Elementos de Maquinas I Consta de una paleta ancha, fabricada de acero o bronce y remachada a un mango de madera. El interior del mango se encuentra generalmente fijado con un listón metálico, para asegurar que la paleta quede inmóvil debidamente a 90 grados.
JUNTAS DE SOLDADURA
La soldadura es el proceso de unir dos o más objetos utilizando altos niveles de calor. Un material de relleno, llamado soldadura, es añadido para formar una sustancia líquida fundida en el área en que se encuentran los objetos que se desea unir. Ésta área es llamada junta, o junta soldada. Cuando se quita la fuente de calor, el metal se enfría rápidamente para formar una unión sólida. La soldadura se utiliza en construcción, manufactura y otras aplicaciones industriales, para unir materiales como hierro u acero.
El objetivo de la preparación de la junta es asegurar el grado de penetración y la facilidad de ejecución de soldadura necesarios para la obtención de una unión sana. Los principales factores que influyen sobre la elección del tipo de preparación son: a) Tipo y espesor del material b) Proceso de soldadura c) Grado de penetración requerida d) Economía en la preparación y consumo de metal de aporte e) Posición de soldadura y facilidades de acceso f) Control de la deformación g) Tipo de junta Es esencial para el proyectista especificar claramente el tipo de preparación que desea, en función de las propiedades que quiere obtener de la junta; y las especificaciones deben ser suficientemente claras y practicables de manera que el encargado de la fabricación pueda ejecutarlas sin mayores inconvenientes.
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GEOMETRÍA DE LAS JUNTAS Soldadura de filete
Es el tipo de soldadura de aplicación normal más frecuente y se puede definir como una soldadura de fusión de corte transversal aproximadamente triangular.
Soldadura a tope
El metal de soldadura se encuentra fundamentalmente entre los planos de las superficies de las partes a ser unidas. Los términos a “tope” y “filete” no deben ser confundidos con las descripciones de la forma de las juntas.
PREPARACIÓN Y VARIABLES GEOMÉTRICAS Penetración
Cuando se prepara una junta para soldadura a tope, es generalmente necesario cortar o maquinar los bordes de las partes a ser unidas, a una forma particular. Para explicar porqué esto es necesario, consideramos un cordón de soldadura depositado sobre una chapa usando un electrodo para soldadura SMAW, figura 3.
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Universidad Nacional Del Santa – E.A.P. Ingeniería Mecánica Cálculos de Elementos de Maquinas I La profundidad de penetración p está limitada para todos los electrodos. De esta manera si no se realiza preparación de una junta para soldadura a tope, la unión resultante tendría penetración incompleta y por consiguiente la resistencia en el espesor de la chapa t está limitada a una penetración parcial.
Esta situación puede ser mejorada dejando una separación entra las chapas (figura 4.a), pero si la separación b es muy grande el metal de la soldadura fundido caerá a través; por lo tanto el espesor de la chapa t para el cual puede soldarse, con una separación b, también está limitado. En orden de poder aumentar la separación b para soldar chapas de mayor espesor se puede utilizar un respaldo (figura 4 b), soldando de un solo lado. Existe sin embargo la posibilidad de falta de fusión en los bordes laterales debido a un inadecuado acceso del electrodo.
Para poder asegurar una buena fusión en los bordes y penetración completa es mejor preparar la junta (biselado) para obtener un cómodo acceso del electrodo. La dimensión del ángulo a depende del diámetro del electrodo, la longitud del arco y la posición de soldadura, pero debe ser tan pequeña como sea posible para obtener la menor cantidad de metal depositado, no sólo por problemas de economía, sino también para minimizar la deformación, figura 5. FLUJO DE CALOR La soldadura por fusión requiere la aplicación de un aporte térmico o calor aportado, H, suministrado en este caso por el arco eléctrico. La velocidad de aporte de calor de la junta depende de la intensidad de corriente de soldadura, de la tensión del arco eléctrico y de la velocidad de avance. Se necesita aumentar la intensidad para electrodos de mayor diámetro, y como hemos señalado anteriormente el diámetro y la longitud del arco (tensión) influencian la preparación de la junta requerida para obtener una soldadura de penetración completa. Sin embargo, el calor es también disipado de la junta a una velocidad que depende del espesor y conductividad térmica del material y esto también ejerce influencia sobre la preparación de la junta. Así, podemos decir en términos generales, que cuando mayor es el espesor de las chapas a ser unidas, mayor será la velocidad de disipación de calor hacia las chapas y por lo tanto mayor deberá ser la velocidad de aporte calórico requerida para efectuar la soldadura.
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El efecto de la preparación de los bordes de la junta, es en cierto modo, también el de modificar estas condiciones. La preparación en V simple, por ejemplo, reduce localmente el espesor de las chapas y por lo tanto disminuye la cantidad de calor que escapa hacia el material base. Si se aumenta la dimensión del ángulo a (aumento del bisel) y la preparación se realiza de tal manera de dejar en la base de junta un “ángulo vivo” (figura 6b) existe el peligro de que se disipe demasiado poco calor, y como resultado de esto el arco atraviese completamente la base de la junta en lugar de realizar una soldadura (perforada). Esta es la razón por la cuál es usual dejar un pequeño talón en la raíz cuando se utiliza una preparación de este tipo, Fig. 7. Otro problema relativo al balance de calor ocurre por ejemplo, en una junta a tope T, donde la capacidad de absorber calor es inicialmente mucho mayor en uno de los lados de la junta que en el otro. Esto puede producir o una fusión completa, con perforación, en la parte preparada, o una falta de fusión del lado no preparado de la junta. El remedio consiste en orientar el arco principalmente sobre la parte de la junta que tiene la mayor capacidad calórica.
DEFORMACIÓN La deformación es el resultado de las contracciones y dilataciones producidas por los ciclos de calentamiento y enfriamiento que son inseparables del proceso de soldadura. Durante el enfriamiento desde la temperatura de fusión el metal depositado se contrae y en fusion del acomodamiento de su contracción producirá un movimiento relativo de las partes a ser unidas. Si por ejemplo, hay una variación en el ancho del metal de soldadura a lo largo del espesor de dos chapas soldadas, como es el caso de una junta preparada en V, habrá mayor contracción de un lado que del otro, lo que dará como resultado la rotación de una parte en relación a la otra. Esto conformará el fenómeno de deformación angular, figura 8. A medida que el espesor de las chapas aumenta, crece la diferencia de contracción de un lado respecto al otro, por lo que la deformación total también aumenta. Esto puede controlarse usando una preparación de ambos lados de la junta, y soldando alternativamente de uno y otro lado de tal manera de balancear el aporte de calor, reduciendo la deformación.
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III.
C A LC UL OS
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C ON CL US I ON E S
Es muy importante conocer el espesor del material (plancha u otro elemento a soldar) para poder dete3rminar el electrodo que se va emplear, también visualizar el tipo de unión que se va realizar por ejemplo puede ser soldadura tipo filete o soldadura a tope resultando este último un poco más costosa debido a que se debe preparar la junta para poder soldar. La soldadura actualmente juega un rol fundamental en la industria de la mecánica por ende es muy importante su estudio y conocimiento. Siempre se debe usar algún tipo de protección para los ojos al momento de soldar, ya que las chispas que produce la soldadura nos dañan a largo plazo.
V.
B IB L IOG R A FIA
Catálogo de productos siderúrgicos – COMASA Catálogo de productos siderúrgicos – JAHESA Apuntes de clase teórica – ING: NELVER J: ESCALANTE https://es.scribd.com/doc/309785427/Tipos-de-Juntas-en-Soldadura http://www.ehowenespanol.com/tipos-juntas-soldadura-sobre_109162/ https://es.slideshare.net/nurrego/generalidades-de-soldadura-y-diseo-de-juntas VI.
A NE XOS
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