Curso de Diseño de Máquinas. Soldaduras por arco eléctrico: Ejemplo de diseño a resistencia mecánica

Soldaduras por arco eléctrico. Ejemplo de diseño básico, verificación a resistencia mecánica y selección de electrodo para caso de unión soldada por arco eléctrico en elementos estructurales de acero mediante el método elástico vectorial.

[@luistrejo7249]

Lo felicito profesor. Tenia algunas dudas respecto al método utilizado para calcular los esfuerzos en los cordones de soldadura. Algunos libros de Diseño como el Norton utilizan un método asumiendo las soldaduras como líneas y apoyándose con tablas para obtener los momentos polares y seccionales de inercia por unidad de longitud, pero siempre es bueno tener a mano un ejemplo desarrollado paso a paso y con rigurosidad. Gracias por este valioso aporte.

[@blackmass7529]

muchisimas gracias, necesitaba saber como se obtiene el momento polar de inercia de forma analitica, es mucho mas sencillo que aprenderse las tablas

[@felipecerdaiter7242]

Esta explicación que has dado Oscar es la mejor que he recibido sobre este tema. Además me he apoyado en tu manera de resolución de otras problemáticas y me ha servido bastante, obteniendo buenos resultados. Tu canal lo recomiendo mucho, y tu aporte es monumental. Muchas gracias Oscar, sigue así.

[@ogonza]

Buen día Felipe: Muchas gracias por esos conceptos y por tu apoyo en la difusión de los contenidos. Saludos!

[@nestorvillanueva9207]

excelente explicación, buen aporte.

[@JAVIERGARCIA-wc2wl]

Estimado Profesor González; En este caso el centro geométrico coincide con el centro de rigidez? y porqué...? En caso negativo, porqué no sería más apropiado de forma general decir que las cargas se trasladan al centro de corte o centro de torsión. Saludos!!!

[@rolandomasias7762]

Muy buena explicación prof. Oscar, Podria hacer un ejemplo de unión de placa A36 con tubo SCH 40 por flexión. gracias

[@ogonza]

Buen día Rolando, gracias por tu mensaje. En principio, lo ejemplificado en este video puede generalizarse para cualquier material soldable con electrodos recubiertos y para cualquier estado de cargas. Es cuestión de determinar y conocer las particularidades de la composición química de los aceros involucrados en la unión, y el estado de cargas para realizar el análisis de esfuerzos y calcular dimensiones mínimas del cordón

[@rolandomasias7762]

Buenas tardes Gracias profesor Óscar, mi duda encontre en otro video que usted público y esta súper bien explicado, recién estoy viendo sus publicaciones, felicidades profe por compartir sus conocimientos muchos éxitos

[@brunosifuentesruiz8943]

El punto más crítico sería el punto más lejano del centroide hasta la soldadura, siempre va ser así ;)

[@ogonza]

Buen día Bruno, gracias por tu comentario. No siempre tiene que ser el más alejado. Depende de las cargas que estén actuando en cada punto

[@erjhivp2963]

Para el tipo de la junta como se ve en la imagen tengo dos observaciones 1. por la ubicación donde se va usar en electrodo E 7024 no es el adecuado para ese trabajo, según la clasificación AWS este electrodo solo se puede usar en dos posiciones, 1G soldadura plana y 2G soldadura horizontal. Por la designación que lleva el numero “2 el cual indica soldadura plana y horizontal”, por la D 1.1 no se puede usar un electrodo a base de rutilo que ya lo indica en su designación “4”, esto para montaje de estructura metálica. 2. Para estructuras metálicas la norma AWS D1.1 dice “se debe usar electrodos de bajo hidrogeno para estructuras Metálicas sometidas a cargas de viento”. Con la norma solo queda usar el Electrodo E 7018 electrodo de bajo hidrogeno que se puede soldar en todas las posiciones. Por que el numero 1 son las posiciones de soldadura, como el 8 nos indica que es un electrodo de bajo hidrogeno.

[@ogonza]

Estimado erjhivp2963, gracias por el interés en el contenido del video y sus valiosos aportes técnicos. En relación con el primer comentario, el video está concebido como un recurso didáctico para ilustrar el proceso de diseño mecánico básico de un cordón de soldadura por arco eléctrico, el cual considera al final los pasos de selección del electrodo en función de la posición de ejecución, composición de los materiales, espesores de los materiales, etc. Ahí se expone que existen dos alternativas para la ejecución: en taller o en campo. Si es en taller (es el caso que se desarrolla en el ejemplo), podría darse el caso de soldadura plana u horizontal, caso en el que es aceptable la selección de un cordón EXXX2X. En relación con el segundo comentario, agradezco la oportunidad para confirmar su apreciación, en el sentido de que es necesario y pertinente precisar que siempre hay que seguir los códigos específicos (normas técnicas), correspondientes al tipo de estructura o equipo con el que se esté trabajando. Para los fines específicos de este ejemplo, no se indican cargas de viento ni otros requerimientos especiales de ese tipo en el enunciado para no complejizar el problema ni alargar más el video, pero es válida su observación de que esas cargas, así como las sísmicas y otras cargas vivas, deben ser consideradas para el caso de estructuras de acero.

[@alexandergonzalez5413]

una pregunta y si este problema tuviera una fuerza a tensión sobre el eje x se pondría de forma vectorial en el centroide y se sacarían resultantes con esta o cómo se resolvería ?

[@ogonza]

Buen día Alexander: Si existiese una carga en la dirección "x", se procede de la misma forma que se hace en el ejemplo para el caso de la carga en dirección "y": se traslada de forma estáticamente equivalente al centro geométrico y se determinan los esfuerzos que genera, tanto cortantes primarios como secundarios, si fuese el caso. Una vez determinados estos esfuerzos, se incorporan a la expresión para la determinación del esfuerzo cortante total que se comparará contra un esfuerzo admisible.

[@Alex_Ander.]

buenas, me pordrian resolver mi duda por favor. Los puntos criticos son sinonimo de puntos de mayor esfuerzo?

[@ogonza]

Buen día Alexander, gracias por tu atención a este contenido. Efectivamente, en este caso se definen como críticos los puntos de mayor esfuerzo donde se realiza la verificación según criterios de falla

[@gibranalejandromorenotorre7010]

Excelente explicación, solo tengo una duda. Resolviendo el problema, decidí usar las tablas mencionadas de Shigley para obtener el momento polar de inercia, sin embargo el resultado no me sale multiplicado por el espesor t. ¿Cómo incluyo el espesor utilizando las tablas mencionadas?

[@ogonza]

Buen día Gibran. Gracias por tu mensaje y por tu interés en este tema. Las tablas que aparecen en algunos libros de texto (p.ej, Shigley), ofrecen la información de los momentos seccionales y momentos polares de inercia de diferentes geometrías de cordones de soldadura por unidad de espesor del cordón ("t"). Es decir, que las expresiones genéricas que aparecen en esas tablas para cada geometría, deben ser multiplicadas por el espesor "t" para obtener los respectivos momentos de inercia. Si revisas el primero de los ejemplos que aparecen en esas tablas, que es el del cordón longitudinal sencillo, el momento seccional de inercia aparece como Iu=d3/12, que corresponde al momento de inercia de una sección rectangular donde solo falta el valor del lado más pequeño, que sería el espesor "t" del cordón, multiplicando a la expresión. Igual se procede con todas las expresiones de esas tablas (hay que multiplicarlas por "t")

[@gibranalejandromorenotorre7010]

@@ogonza Gracias profesor Óscar.