Calculo De Soldadura

1. Introducción
2. Planteamiento Del Problema
3. Suposiciones
4. Metodo de calculo y variables utilizadas.
5. Cálculos
6. Referencias Bibliográficas
1. Introducción
Las soldaduras como procedimiento de construcción de estructuras y piezas de maquina tiene especial importancia dado que permite obtener elementos livianos resistentes, económicos y seguros. Pero ello es solamente posible silos diseños y construcciones son realizados de acuerdo con los procedimientos propios de la soldadura y se aplican criterios técnicos de ingeniería. Para lograrlo el ingeniero debe conocer los procesos y procedimientos requeridos para lograr una adecuada calidad de los cordones así como las bases de la concepción de piezas y estructuras soldadas.
En el presente trabajo se analizan dos soldaduras enfilete que hacen parte de la unión de la estructura de una maquina (grúa), se calcula la altura del filete según la resistencia del material.
Se parte de dimensiones tomadas en el taller y de las propiedades del material base ASTM A36 y el metal de aporte E60XX.
2. Planteamiento Del Problema
Se pretende establecer la altura del filete adecuada, para las platinas que sostienen el brazo y elbrazo con pivote de la grúa POL-A-CRANE del taller de maquinaria, ver Fig.1 y Fig. 2, de manera que responda en cuanto a diseño en general a las condiciones de servicio y condiciones criticas a las cuales puede estar sometida la maquina.

Fig. 1. Esquema general de la grúa modelado tridimensionalmente.

Fig. 2. Esquema general del brazo. Juntas 1 y 2 en estudio
3. Suposiciones
* La capacidadmáxima de la grúa es de 4000 Lb = 17.8 KN
* El cable de la polea es inextensible y se desprecia las fuerzas de fricción, por lo tanto, la tensión en las poleas es W/2.
* En ambas soldaduras se supone que ambas platinas trabajan igual, aunque en realidad una de las dos puede estar mas esforzada que otra, en un momento critico, ambas trabajaran.
* La soldadura de la junta 2 se supone enel mismo plano, formando un rectángulo.
* El peso del brazo, Wbarra, se obtiene a partir de la densidad del acero ASTM A36 (Tabla 1) y del volumen del mismo, este volumen se extrae del paquete grafico en el cual se modela la grúa tridimensionalmente [1]:
* Las juntas son en filete, cuya altura h se determinara.
* El material base es ASTM A36.
* Todas las dimensiones mostradas,fueron tomadas en el taller con la ayuda de un flexometro y un calibrador.
* material homogéneo, elástico con un comportamiento plástico.
* La soldadura se considera ideal libre de esfuerzos residuales de origen térmico.
4. Método de calculo y variables utilizadas.
Para lograr el objetivo, se pueden aplicar tres procedimientos de cálculo. El primero basado en las ecuaciones teóricas deresistencia de materiales, el segundo en los procedimientos LRFD del Instituto Americano de Construcciones en Acero y el tercero aplicando el método de Elementos Finitos.
El método empleado, es el tratado en la referencia [3], que consiste básicamente en resistencia de materiales con algunas suposiciones como por ejemplo la geometría de la soldadura
Las unidades en el presente trabajo son las delsistema internacional SI a menos que se especifique lo contrario.
LONGITUD: m
TIEMPO: seg
ESFUERZO: Pa
ANGULOS: en grados
Materiales:
Material Base
El material que se emplea para la construcción de la estructura de la grúa es un acero estructural, el cual presenta propiedades optimas para las condiciones de servicio a las que esta sometida la grúa, es un material bastante resistente, no esfrágil, presenta buena ductilidad a la vez que su resistencia es aceptable.
Por estas razones y por ser un material de fácil adquisición y costos relativamente bajos en el mercado se fabrica en acero estructural ASTM A36, el cual presenta la composición química y propiedades mecánicas registradas en la Tabla 1[2]:
COMPONENT | C | Cu | Fe | Mn | P | S |
Wt. % | 0.26 | 0.2 | 99 | 0.75 | Max...