Estudio Y Control De Distorsión En Estructuras De Acero Soldadas
Páginas: 79 (19732 palabras)
Publicado: 27 de enero de 2013
ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción “Estudio y Control de Distorsión en Estructuras de Acero Soldadas” TESIS DE GRADO Previo a la obtención del Título de: INGENIERO MECÁNICO Presentada por: Carlos Fabián Ajila Camacho GUAYAQUIL – ECUADOR Año: 2008
AGRADECIMIENTO
A Dios, a mis padres, quienes me han dado todo su apoyoincondicional, a mi hermano Paul por su ayuda para la culminación de este trabajo y a su esposa e hijos quienes compartieron conmigo todo este tiempo de mis estudios
universitarios.
DEDICATORIA
A DIOS A MIS PADRES A MIS ABUELOS
TRIBUNAL DE GRADUACIÓN
________________________ Ph. D. Cecilia Paredes V. SUBDECANA DE LA FIMCP
________________________ Ing. Omar Serrano V.DIRECTOR DE TESIS
_________________________ Ing. Manuel Helguero G. VOCAL
DECLARACIÓN EXPRESA
"La responsabilidad del contenido de esta Tesis de Grado, me corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL"
(Reglamento de Graduación de la ESPOL)
________________________ Carlos Fabián Ajila Camacho
RESUMEN
En estetrabajo se presentó de forma detallada como se generan las distorsiones en los diferentes elementos soldados que se encuentran en todo tipo de construcciones industriales que hoy en día demandan la utilización de estructuras metálicas.
La soldadura con arco eléctrico produce expansiones y contracciones térmicas en los metales, que a su vez provocan esfuerzos internos en la soldadura; dichosesfuerzos son los esfuerzos residuales los cuales producen las distorsiones en los elementos soldados.
En este trabajo se analizaron los métodos para el control de la distorsión en elementos soldados y se compararon los valores de distorsión usando las ecuaciones empíricas propuestas con las obtenidas directamente de piezas soldadas.
II
El primer capítulo consiste en explicar el flujo decalor en soladura por fusión, es decir como se distribuye la temperatura en los elementos soldados, analizando el ciclo térmico en los diagramas de Temperatura vs. Tiempo, que explican el calentamiento desde el metal de aporte hasta el metal base.
En el capitulo dos se detallan los fundamentos teóricos de los esfuerzos térmicos y residuales que se producen en la soldadura, así como las técnicasde medición y las técnicas de alivio de estos esfuerzos.
En el tercer capítulo se presentan los diferentes tipos de distorsión que aparecen en estructuras soldadas, se detallan las fórmulas empíricas y diagramas propuestos para medir de manera aproximada la distorsión que se puede presentar en una estructura soldada, y además se explica como controlar la distorsión mediante una serie de pasospara los diferentes tipos de uniones que se requieran al soldar.
El cuarto capítulo es el práctico, aquí se presentan los resultados obtenidos de las distorsiones producidas al soldar con juntas a tope y a filete. Estos resultados son tomados directamente de las piezas soldadas y son comparados con los cálculos realizados de las ecuaciones empíricas, y finalmente se discutirá sobre el margen deerror obtenido en ésta comparación.
III
ÍNDICE GENERAL
Pág. RESUMEN…………………………………………….…………………………..…….I ÍNDICE GENERAL………………………………………………………………..…..III ABREVIATURAS……………………………………………………...………….….VII SIMBOLOGÍA……………………………………………….……………………….VIII ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………......…IX ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………..XIV INTRODUCCIÓN…………………………………………………..........………...….1CAPÍTULO 1 1. FLUJO DE CALOR EN SOLDADURA POR FUSIÓN………………….……...3 1.1 Distribución de Temperatura……………………………………..……...…...3 1.2 Velocidad de Enfriamiento……………………………………….………....14 1.3 Influencia de las propiedades físicas en los materiales soldados……...18
IV
1.3.1 Conductividad Térmica……………………………………...….…...18 1.3.2 Dilatación Térmica……..…………………..……………………..….21 1.4 Efectos de las...
Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción “Estudio y Control de Distorsión en Estructuras de Acero Soldadas” TESIS DE GRADO Previo a la obtención del Título de: INGENIERO MECÁNICO Presentada por: Carlos Fabián Ajila Camacho GUAYAQUIL – ECUADOR Año: 2008
AGRADECIMIENTO
A Dios, a mis padres, quienes me han dado todo su apoyoincondicional, a mi hermano Paul por su ayuda para la culminación de este trabajo y a su esposa e hijos quienes compartieron conmigo todo este tiempo de mis estudios
universitarios.
DEDICATORIA
A DIOS A MIS PADRES A MIS ABUELOS
TRIBUNAL DE GRADUACIÓN
________________________ Ph. D. Cecilia Paredes V. SUBDECANA DE LA FIMCP
________________________ Ing. Omar Serrano V.DIRECTOR DE TESIS
_________________________ Ing. Manuel Helguero G. VOCAL
DECLARACIÓN EXPRESA
"La responsabilidad del contenido de esta Tesis de Grado, me corresponden exclusivamente; y el patrimonio intelectual de la misma a la ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL"
(Reglamento de Graduación de la ESPOL)
________________________ Carlos Fabián Ajila Camacho
RESUMEN
En estetrabajo se presentó de forma detallada como se generan las distorsiones en los diferentes elementos soldados que se encuentran en todo tipo de construcciones industriales que hoy en día demandan la utilización de estructuras metálicas.
La soldadura con arco eléctrico produce expansiones y contracciones térmicas en los metales, que a su vez provocan esfuerzos internos en la soldadura; dichosesfuerzos son los esfuerzos residuales los cuales producen las distorsiones en los elementos soldados.
En este trabajo se analizaron los métodos para el control de la distorsión en elementos soldados y se compararon los valores de distorsión usando las ecuaciones empíricas propuestas con las obtenidas directamente de piezas soldadas.
II
El primer capítulo consiste en explicar el flujo decalor en soladura por fusión, es decir como se distribuye la temperatura en los elementos soldados, analizando el ciclo térmico en los diagramas de Temperatura vs. Tiempo, que explican el calentamiento desde el metal de aporte hasta el metal base.
En el capitulo dos se detallan los fundamentos teóricos de los esfuerzos térmicos y residuales que se producen en la soldadura, así como las técnicasde medición y las técnicas de alivio de estos esfuerzos.
En el tercer capítulo se presentan los diferentes tipos de distorsión que aparecen en estructuras soldadas, se detallan las fórmulas empíricas y diagramas propuestos para medir de manera aproximada la distorsión que se puede presentar en una estructura soldada, y además se explica como controlar la distorsión mediante una serie de pasospara los diferentes tipos de uniones que se requieran al soldar.
El cuarto capítulo es el práctico, aquí se presentan los resultados obtenidos de las distorsiones producidas al soldar con juntas a tope y a filete. Estos resultados son tomados directamente de las piezas soldadas y son comparados con los cálculos realizados de las ecuaciones empíricas, y finalmente se discutirá sobre el margen deerror obtenido en ésta comparación.
III
ÍNDICE GENERAL
Pág. RESUMEN…………………………………………….…………………………..…….I ÍNDICE GENERAL………………………………………………………………..…..III ABREVIATURAS……………………………………………………...………….….VII SIMBOLOGÍA……………………………………………….……………………….VIII ÍNDICE DE FIGURAS…………………………………………………………......…IX ÍNDICE DE TABLAS………………………………………………………………..XIV INTRODUCCIÓN…………………………………………………..........………...….1CAPÍTULO 1 1. FLUJO DE CALOR EN SOLDADURA POR FUSIÓN………………….……...3 1.1 Distribución de Temperatura……………………………………..……...…...3 1.2 Velocidad de Enfriamiento……………………………………….………....14 1.3 Influencia de las propiedades físicas en los materiales soldados……...18
IV
1.3.1 Conductividad Térmica……………………………………...….…...18 1.3.2 Dilatación Térmica……..…………………..……………………..….21 1.4 Efectos de las...
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