guia de ejercicios soldadura
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Material de apoyo para resolver problemas de soldadura.TRANSCRIPT
UNIDAD V. UNIONES SOLDADAS. PROF. ROGER MEDINA. LAPSO 2008 Página 1/8
Problema modelo 20-2.
Diseñe una mensula parecida a la figura “a”, pero fije la mensula a la columna con
soldadura. La mensula tiene 6,00 pulgadas de altura y de acero ASTM A36, de ½
pulgada de espesor. Tambien, la columna es de acero A36, y tiene 8,00 pulgadas de
ancho.
Solucion
Paso 1. La geometria propuesta es una decision de diseño, y podra estar
sujeta a posteriores iteraciones para llegar a un diseño optimo. Como primera
alternativa, use el cordon en forma de C, mostrado en la figura “a”.
Paso 2. La soldadura sera sometida a cortante vertical directo y a la torsion
causada por la carga de 3500 lb sobre la mensula.
Paso 3. Para calcular las fuerzas sobre la soldadura, se deben conocer los
factores geometricos Aw y Jw. Tambien se debe calcular el lugar del centoride del
cordon (ver figura b). emplee el caso 5 de la figura 20-8.
Aw = 2b + d = 2(4) + 6 = 14 pulgadas
3
23223
lg4,11414
1016
12
14
212
2pu
db
dbbdbJw
lg14,114
16
2
2
pudb
bx
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El momento de torsión causa una fuerza sobre la soldadura, que es
perpendicular a una línea radial desde el centroide de la figura del cordón hasta el
punto de interés. En este caso, el extremo del cordón superior a la derecha sostiene
la máxima fuerza. Lo más conveniente es descomponer la fuerza en componentes
horizontal y vertical, para después volver a combinar todos esos componentes y
calcular la fuerza resultante:
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Paso 4. La combinación vectorial de las fuerzas sobre la soldadura se muestra
en la figura 20-9(c). Entonces, la fuerza máxima es de 1560 lb/pulg.
Paso 5. Al seleccionar electrodos E60 para soldar, observe que la fuerza
admisible por pulgada de lado es de 9600 lb/pulg (tabla 20-3). Entonces, la longitud
necesaria del lado es
lg163,0lglg/9600
lg/1560pu
ladodepuporpulb
pulbw
En la tabla 20-4 se indica que el tamaño del cordón mínimo, para una placa
de ½ pulgada es de 3/16 (0,188) de pulgada. Debe especificarse este tamaño.
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Problema modelo 20-4
Evalúe el diseño de la figura 20-11, con respecto a esfuerzos en las soldaduras. Todas
las partes del conjunto son de acero estructural ASTM A36, soldadas con electrodos
E60. La carga de 2500 lb es carga fija.
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El chaflan de ¼ de pulgada especificado en la figura 20-11 es satisfactorio.
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Figura 20-8. Factores geometricos para el analisis de soldadura
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Formulas for welded connections types 1-3.
Dimensions
of weld
Bending
Torsion
dAw
a
W
PM
dS 62 /
2
123
/
/
dc
PT
dJ
a
W
dAw 2
32 /dSW 6
3 22 )( dbbJW
bAw 2
bdSW
6
3 23 bdbJW
Formulas for welded connections types 4-6.
Dimensions
of weld
Bending
Torsion
)(
)(
22
22
2
2
b
dy
b
bx
dbAw
)2(6
)4(:
6
4:
2
2
db
dbdSbottomAt
dbdStopAt
W
W
)(
)(
db
dbdbJW
12
6 224
db
bx
bdAw
2
2
2
62 /dbdSW )(
)()(
db
dbbdbJW
212
2 223
db
dy
dbAw
2
2
2
)(
)(:
:
db
dbdSbottomAt
dbdStopAt
W
W
3
2
3
2
2
2
)(
)()(
db
dbddbJW
212
2 223
Formulas for welded connections types 7-9.
Dimensions
of weld
Bending
Torsion
dbAw 22
32 /dbdSW
6
3)( dbJW
dbAw 22
32 /dbdSW 6
3 323 dbdbJW
dAw
)/( 42dSW )/( 43dJW