problemas de uniones y soldadura

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Problemas Capítulo IV
Sección 4.2.1 Diseño de uniones
4.1. Prepare diagramas que muestren cómo se prepararían y alinearían los bordes de
partes uno con otro y también muestre la sección transversal de soldadura para
los siguientes procesos: a) soldadura cuadrada con surco, de ambos lados, para
una soldadura empalmada; b) soldadura con filete único para una unión
superpuesta; c)soldadura con surco en V único para una unión de esquina; d)
soldadura de filete único para una unión en T, y e) soldadura con surco en U doble
para una soldadura empalmada,
Sección 4.2.2 Densidad de energía
4.2. Una fuente de calor para soldadura es capaz de transferir 2650 W a la superficie
de una parte de metal El área calentada es aproximadamente circular y la
intensidad calorífica disminuyeconforme aumenta el radio. El 50% de la energía
se transfiere dentro de un círculo de diámetro = 2.5 mm y el 75% se transfiere
dentro de un círculo concéntrico con un diámetro = 6.5 mm. ¿Cuál es la densidad
de energía en: a) el círculo interno con diámetro de 2.5 mm y b) el anillo con
diámetro de 6.5 mm que se encuentra alrededor del círculo interno? e) ¿son
suficientes estas densidades de energíapara fundir el metal?
4.3. Una fuente de calor puede transferir 3000 J/seg a una superficie metálica de una
parte. El área calentada es circular y la intensidad del calor disminuye conforme
aumenta el radio. El 60% del calor se concentra en un área circular que tiene 3
mm de diámetro. ¿Es suficiente la densidad de energía resultante para fundir
metales?
4.4. Compare la unidad de energía para lafusión de los siguientes metales: a)
aluminio, b) carbono acero bajo simple, c) cobre y d) titanio.

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4.5. Cierta soldadura de surco tiene un área de sección transversal Aw = 30 mm2 y una
longitud de 250 mm. a) ¿Qué cantidad de calor (en Joules) se requiere para
conseguir la soldadura si el metal que se vaa soldar es acero medio carbono? b)
¿Cuánto calor debe generarse en la fuente de soldadura si la eficiencia de
transferencia de calor = 0.9 y la eficiencia de fusión = 0.7?
4.6. Solucione el problema 4.5, excepto que el metal que se va a soldar sea el aluminio
y la eficiencia de fusión correspondiente sea la mitad del valor para el acero.
4.7. Una soldadura de filete tiene un área de seccióntransversal Aw = 20.0 mm2 y una
longitud de 200 mm. a) ¿Qué cantidad de calor (en joules) se requiere para
conseguir la soldadura si el metal que se va a soldar es acero inoxidable
austenitico? b) ¿Cuánto calor debe generarse en la fuente de soldadura si la
eficiencia de transferencia de calor = 0.8 y la eficiencia de fusión = 0.6?
4.8. Calcule la unidad de energía de fusión para a) el aluminio y b)el acero, como la
suma de: 1) el calor requerido para elevar la temperatura del metal desde la
temperatura ambiente a su punto de fusión, lo cual es el producto del calor
específico volumétrico y el aumento de temperatura; y 2) la fusión de calor, por lo
que este valor puede compararse con la unidad de energía de fusión calculada
mediante la ecuación (4.2). Use las unidades normales del SistemaInternacional.
Encuentre los valores necesarios de las propiedades en estos cálculos ya sea en
este texto u en otras referencias. ¿Están los valores lo suficientemente cerca para
validar la ecuación (4.2)?
Equilibrio de energía en la soldadura
4.9. La fuente de energía en una operación de soldadura particular genera 2197 W, lo
cual se transfiere a la superficie de trabajo con una eficiencia f1 = 0.8.El punto de
fusión para el metal que se va a soldar

m=

980 ºC y su eficiencia de fusión f2 =

0.5. Se realizará una soldadura de filete continua con un área de sección
transversal Aw = 25 mm2. Determine el nivel de velocidad de viaje en la que puede
conseguirse la operación de soldadura.
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