EJERCICIOS DE SOLDADURA

1.- Densidad de energa en la soldadura

Una fuente de calor es capaz de transferir 3.000 [W] a la superficie de una parte metlica. El calor afecta

la superficie en un rea circular, con intensidades variables dentro de sta. La distribucin es la siguiente:

70% de la energa se transfiere dentro de un circulo con un dimetro = 5 [mm]. y el 90% se transfiere

dentro de un crculo concntrico con un dimetro = 12 [mm]. Cules son las densidades de energa en:

a) el circulo interno de 5 [mm] de dimetro y

b) el anillo con un dimetro de 12.[mm] que se encuentra alrededor del crculo interno?

Respuestas a) PD = 106,952 W/mm2 b) PD = 6,42 W/mm

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2.- Velocidad de avance en soldadura

La fuente de energa en una instalacin para soldadura particular es capaz de generar 2.000 [W], que

pueden transferirse a la superficie de trabajo con una eficiencia f1 = 0.7. El metal que se va a soldar es de

acero al bajo carbono, cuya temperatura de fusin, es Tm = 1760 K. La eficiencia de fusin en la

operacin es f2 = 0.5. Se realizar una soldadura de filete continua con un rea de seccin transversal Aw

= 20 mm2. Determine la velocidad de avance a la cual puede realizarse la operacin de soldadura.

Usar la relacin Um = K * Tm2, donde Um es la energa unitaria para fundir, la cantidad de calor

requerida para fundir una unidad de volumen de metal, empezando a temperatura ambiente, en J/mm3

Tm = punto de fusin del metal en una escala de temperatura absoluta, (K); K = 3.33 x 10-6

cuando se usa

la escala Kelvin.

Respuesta: v = 3,39 mm/s

3.- Calcular el tiempo de enfriamiento entre 800 y 500 C (T8/5) en un proceso de soldadura realizado

con SMAW en un acero con los siguientes parmetros de soldadura: V = 30 volts; I = 180 amp; v = 3

mm/seg; To = 20 C; = 7,85 gr/cm3; Cp = 0, 56 J/gC; Junta en V con d = 1 cm; = 0,35 J/cm*s*C

Resp.: t = 1,6 segundos

4.- Idem al Ejercicio N 3, pero con d = 3 cm.

5.- Idem al Ejercicio N 4, empleando precalentamiento To = 300 C.

6.- Determinar el tipo de estructura que resultar a T ambiente en la unin de dos placas de acero AISI

4340 de 10 mm de espesor que se sueldan usando un proceso de soldadura realizado con SMAW con los

siguientes parmetros de soldadura: V = 35 volts; I = 280 amp; v = 3,5 mm/seg; To = 20 C; = 7,80

gr/cm3; Cp = 0, 56 J/gC; = 0,35 J/cm*s*C.

Tambin determinar el rango de durezas HV en que estar la estructura resultante.

Diagrama TEC para acero AISI 4340

R.: Velocidad enfriamiento = 4,17 C/s = 0,903 K/min

7.- Determinar la mezcla de estructura que resultar a T ambiente en la zona ZAT, al unir a tope dos

placas de acero SAE 1020 previamente biseladas de 12 mm de espesor que se sueldan usando un

proceso de soldadura SMAW con los siguientes parmetros de soldadura: V = 15 volts; I = 60 amp; v =

2,1 mm/seg; To = 120 C; = 7,85 gr/cm3; Cp = 0, 55 J/gC; = 0,15 J/cm*s*C.

NOTA: Usar el diagrama Fe-C como referencia para seleccionar Tc. El criterio es asegurar iniciar la

transformacin desde campo austentico

Diagrama TEC para Acero SAE 1020 (0,20% C)

8.- Idem al Ejercicio N 7, pero con Tc = 730C. Indicar si hubo cambio en el tipo y distribucin de la o las

microestructuras.