Este documento presenta información sobre diferentes tipos de soldadura, incluyendo soldadura por calor y presión, soldadura de resistencia, soldadura de termita con y sin presión, soldadura con gas, y soldadura de arco. También describe tipos estructurales de soldadura como soldadura de ranura, soldadura de filete y soldadura de tapón. Finalmente, discute el control de calidad de soldaduras y limitaciones en el tamaño de soldaduras de filete.

1. PROYECTOS DE ACERO 1 SOLDADURAS ING. WILLIAM LOPEZ

2. SOLDADURASintroducción En esta guía se va a estudiar el tema de la soldadura, que pudiera estar considerada dentro de la guía anterior de Conexiones y/o Miembros de Unión, pero debido a su importancia como elemento de unión, valga la redundancia; entre los elementos estructurales hoy en día, amerita que sea tratado separadamente de los remaches y los pernos 2 ING. WILLIAM LOPEZ

3. SOLDADURAStipos Existen dos grupos diferentes de soldaduras básicamente: Aquellas efectuadas por medio de calor y presión Forja: Consiste en calentar dos piezas metálicas hasta el estado plástico y luego, por medio de presión causar la fusión. Soldadura de termita a presión: llamada también aluminio - térmica, y consiste en calentar el metal por medio de agentes químicos (Al, FeO,etc.) para realizar la fusión Soldadura de Resistencia: Se calientan las piezas a ser unidas mediante el paso de una fuerte corriente eléctrica y luego se aplica presión. Se le conoce como soldadura de punto y se usa para unir una plancha con otra paralela. 3 ING. WILLIAM LOPEZ

4. SOLDADURAStipos 2.- Aquellas que se llevan a cabo por fusión sin ayuda de presión: este grupo es llamado “soldadura de fusión” incluye la soldadura de arco, la de gas y la termita. Soldadura de termita sin presión: esta puede ser aplicada con presión y sin ella; y el proceso consiste en aplicar acero supercalentado de forma liquida (“termita”) a las partes que se desean unir. El acero de termita se prepara a base de aluminio y oxido de hierro, encendiéndolos luego por medio de un polvo inflamable. Soldadura con gas: en la cual la llama de acetileno, butano u otro gas combinado con oxigeno es usado rara derretir varillas de un metal no ferroso (p.e. bronce) como material de aporte. Útil donde no sea de importancia estructural Soldadura de arco y gas: las partes son calentadas hasta la temperatura de fusión y se añade metal para efectuar la unión. Este el método mas utilizado y consiste en usar una varilla de soldar como electrodo, la cual se derrite por la altísima temperatura causada por el arco. Este metal fundido provee el material adicional necesario para el proceso. 4 ING. WILLIAM LOPEZ

5. SOLDADURAStipos 5 Electrodo Recubierto Núcleo de Acero Revestimiento Arco Eléctrico Atmosfera Protectora Deposito de Soldadura (Cordón) Escoria Charco de Metal Fundido Metal de Base Soldadura de arco Eléctrico ING. WILLIAM LOPEZ

6. SOLDADURASsoldaduras- tipos estructurales Desde el punto de vista estructural existen dos tipos principales: Soldadura de Ranura (Planchas a Tope): Se requieren que las planchas sean biselada para dar un buen acceso y una mejor fusión del metal base. se usa principalmente para uniones a tracción o a compresión, pudiendo el metal trabajar a 0.6Fy, en tanto que a corte permite que trabaje a 0.4Fy 6 1.- Incorrecto (Sin Biselar los bordes) 2.- Correcto (Bordes de planchas biselados) 3.- Correcto (Doble Bisel) ING. WILLIAM LOPEZ

7. SOLDADURASsoldaduras- tipos estructurales 2.- Soldadura de Filete: es la soldadura mas usada en uniones estructurales. Trabaja a corte y su sección critica es llamada cuello, garganta o gollete. 7 e Cara t Pie o Borde t tamaño Fondo o raíz Cuello o garganta ING. WILLIAM LOPEZ

8. SOLDADURASsoldaduras- tipos estructurales 3.- Soldadura de Tapón : esta soldadura puede ser de varios tipos tal y como se puede apreciar en las figuras. 8 d P P Cuello o garganta Soldadura de Tapón Tipo (a) ING. WILLIAM LOPEZ

9. SOLDADURASsoldaduras- tipos estructurales 9 d P P Soldadura de Tapón Tipo (b) ING. WILLIAM LOPEZ

10. SOLDADURASsoldaduras- tipos estructurales 10 d P P Soldadura de Tapón Tipo (c) ING. WILLIAM LOPEZ

11. SOLDADURASsoldaduras-control de calidad Control de Calidad:la inspección de los trabajos de soldadura es muy delicada y comienza con la selección del personal que ejecutara el trabajo de soldadura. Se debe chequear visualmente el tamaño, llenado, exceso de calor, salpicaduras excesivas, etc. Además son necesarias pruebas de carga: Flexión: para determinar si la penetración es adecuada. Corte y tracción: para verificar la resistencia de las juntas. Pruebas de tracción: para chequear el metal del electrodo. 11 ING. WILLIAM LOPEZ

12. SOLDADURASsoldaduras-control de calidad Control de Calidad:en trabajos importantes, se usan rayos equis (x), rayos gama, etc. Para comprobar la calidad de las soldaduras. El calor excesivo (a temperatura de fusión) de parte de la estructura y el consiguiente enfriamiento causan deformaciones especialmente si hay asimetría. Para evitar o tratar de reducir este efecto es importante tomar precauciones: Las soldaduras no deben ser mayores de los necesario. La soldadura intermitente en lugar de la corrida, ayuda a disminuir las deformaciones. Cada capa de soldadura debe ser limpiada con un martillo especial luego de que se ha enfriado debidamente. 12 ING. WILLIAM LOPEZ

13. SOLDADURASsoldaduras-limitaciones Limitaciones:Por norma, existen dos limitaciones en cuanto al tamaño utilizable de la soldadura de filete, y es que si la soldadura se realiza en el borde de una plancha cortada a escuadra, el tamaño máximo para calculo puede ser el espesor de la plancha menos 1,50 mm (1/16”); en el caso del borde del ala o patín de un perfil (I,U,L etc.) el cual es normalmente redondeado, el filete máximo para calculo será 0,75 veces el espesor del borde del perfil. (Ver Figuras) 13 ING. WILLIAM LOPEZ

14. SOLDADURASsoldaduras-limitaciones 14 Planchas de espesor e e tmax = e- 1,50 mm e Caso A: Plancha Cortada a 90º ING. WILLIAM LOPEZ

15. SOLDADURASsoldaduras-limitaciones 15 Ala de Perfil Laminado e Borde redondeado tmax = 3/4t Plancha de Base Caso B: Pie o Ala de Perfil (Borde Redondo) ING. WILLIAM LOPEZ

17. “Specification for the Design, Fabrication and Erection of Structural Steel for Buildings” del American Institute of Steel Construction (AISC).

18. “Strength of Materials” (Resistencia de Materiales) de Ferdinand L. Singer.16 ING. WILLIAM LOPEZ