Aceros.

1. 11842751811020Villahermosa, TAB. A 03-JUNIO-10ING. CIVILCATEDRÁTICO:MIPA. NOEMI MENDEZ DE LOS SANTOSMATERIA:SUPERVISIÓN DE ESTRUCTURAS DE ACEROHORARIO :20:00HRS A 21:00HRSENSAYO :LIBRO MANUAL PRÁCTICO PARA SOLDAR Y SUPERVISAR ACERO DE REFUERZOALUMNO :JESUS ESTUARDO OLAN MENDEZ195702730INSTITUTO TECNOLOGICOde villahermosa<br />A través de la historia el hombre a tratado de mejorar las materias primas, añadiendo materiales tanto orgánicos como inorgánicos, para obtener los resultados ideales para las diversas construcciones.<br />Dado el caso de que los materiales más usados en la construcción no se encuentran en la naturaleza en estado puro, por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros minerales que lo acompañen. Pero esto no basta para alcanzar las condiciones optimas, entonces para que los metales tengan buenos resultados, se someten a ciertos tratamientos con el fin de hacer una aleación que reúna una serie de propiedades que los hagan aptos para adoptar sus formas futuras y ser capaces de soportar los esfuerzos a los que van a estar sometidos.<br />El acero como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2% de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad.<br />En las décadas recientes, los ingenieros y arquitectos han estado pidiendo continuamente aceros cada vez mas resientes, con propiedades de resistencia a la corrección; aceros más soldables y otros requisitos. La investigación llevada a cabo por la industria del acero durante este periodo ha conducido a la obtención de varios grupos de nuevos aceros que satisfacen muchos de los requisitos y existe ahora una amplia variedad cubierta gracias a las normas y especificaciones actuales.<br />En el mundo y en México el uso del acero para construcción ha ido en una demanda que aumenta cada día más, esto debido a las propiedades físicas y mecánicas que este material posee.<br />En nuestro país se suelda mucho acero de refuerzo en elementos como columnas y trabes, en elementos precolados y de acero de refuerzo con acero estructural.<br />El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre 0,03 y 2%. Se suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le pueden añadir otros materiales para mejorar su dureza, maleabilidad u otras propiedades.<br />Las propiedades físicas de los aceros y su comportamiento a distintas temperaturas dependen sobre todo de la cantidad de carbono y de su distribución. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución. La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura características, sus propiedades físicas con intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita.<br />Existen muchos materiales, proceso s y procedimientos para realizar una soldadura, al mismos tiempo es necesario que el soldador sea instruido para poder obtener las habilidades y capacidades para supervisar e inspeccionar las soldaduras, asi como la manera de realizar las pruebas correspondientes para verificar si cumplen con las medidas establecidas, todo lo anterior tomando previamente las medidas de seguridad adecuadas para llevar a cabo todas estas actividades.<br />En los procesos de soldadura se maneja un lenguaje específico, en el cual hay siglas en ingles que representan a las instituciones encargadas de establecer los parámetros de la misma, esta también contiene las palabras que se manejan en el “lenguaje” de los soldadores.<br />Hay equipos y herramientas principales que se manejan para soldar, los cuales se dividen en dos tipos principalmente, el equipo de corte mecánico el cual se efectúa generalmente con cizalla o seguetas. Este procedimiento es adecuado para hacer cortes rectos, y generalmente se utiliza en talleres habilitados en la obra, pero no dentro de las zonas de armado, porque resulta muy difícil su empleo. Y el equipo de oxicorte es el más comúnmente utilizado para efectuar biseles en varillas para soldar dentro y fuera de las zonas de armado. El equipo es portátil, por lo que se puede llevar a cualquier parte de la obra. Hay 3 equipos de maquinas de soldar los cuales son; Transformadores de rectificador de corriente, motogenerador de corriente eléctrica y motogeneradores con motor de combustión interna.<br />Al respecto de los metales o materiales bases, sus especificaciones y características son regulados por organismos estadounidenses principalmente, y son emitidas por la ASTM (American Society fo Testing Materials). En México existen normas no oficiales denominadas NMX las cuales están en español y son muy similares a las de la ASTM.<br />El metal o material de aporte que se utiliza para soldar varillas debe ser de bajo hidrogeno, la mayoría de los soldadores utilizan electrodos con terminación “18”, ya que este electrodo se puede aplicar en todas las posiciones y, debido al polvo de hierro, se rellenan más rápidamente las uniones que se están soldando, lo cual les da mas velocidad de avance.<br />Para la preparación del metal base los fierreros hacen el armado de la cimentación, deben de dejar las puntas de las varillas que van a soldarse a tope con un traslape mínimo de 100mm cada una. Las puntas de las varillas deben estar rectas, sin dobleces provocados por la guillotina. Es muy importante la rugosidad que deja el corte con el soplete al efectuar el bisel, ya que cuanto más rugoso quede, mas riesgo se tiene de una falla en la soldadura, la norma establece que la rugosidad no debe ser mayor de 50µm.<br />Las varillas que van a soldarse deben tener ejes lo mas colineal que sea posible, para evitar esfuerzos no considerados en el diseño.<br />Para soldaduras de varillas en las trabes, la gran mayoría de los soldadores utilizan respaldos metálicos no ferrosos como son placas de cobre en forma de media caña. La placa de cobre tiene varias ventajas, como son el conformarse a la circunferencia de la varilla con lo que se logra un buen contacto entre partes que se va a unir, el no fusionarse con las varillas por lo que al retirarla de la unión el soldador puede revisar la penetración de la soldadura y el poderse utilizar muchas veces, hasta que se aprecie que la placa está empezando a carcomerse.<br />En las varillas que se utilizan en las trabes casi nunca se presenta esta situación, que sin embargo es muy común en las varillas que se utilizan para las columnas, esto es el cambio de diámetro. Se deben alinear los ejes de ambas varillas de tal forma que queden colineales. En el acero de refuerzo tenemos 5 tipos de uniones: a tope directa, a tope indirecta, en forma de “T”, en traslape directo y en traslape indirecto. Las uniones a topes directas son las más usadas en la industria de la construcción en la conformación de trabes y columnas. Las uniones en forma de “T” se usan para formar los elementos de anclaje; son la unión entre varillas y acero estructural. La unión en traslape directo e indirecto se utilizan en su mayoría para unir elementos precolados.<br />Antes de iniciar la aplicación del material de aporte sobre el material base se debes cumplir con ciertos requisitos, como lo es un procedimiento de soldadura aprobado y soldadores certificados y aprobados.<br />Todas las varillas deben ser precalentadas antes de proceder a soldarse, dicho precalentamiento está en función del equivalente de carbono y del diámetro de la varilla, para conocer el equivalente de carbono son necesarios los elementos químicos de las varillas, pero la mayoría de las veces el proveedor no suministra esta información, por lo cual no es posible conocerlo.<br />Nunca debe soldar con la lluvia, por mínima que esta sea, los biseles deben estar libres de concreto, polvo, oxido, pintura, grasa, aceite o cualquier sustancia que pueda afectar al proceso de soldadura. No se debe soldar cuando el viento tenga una velocidad tal que pueda romper la atmosfera protectora de la soldadura (aproximadamente 8 km/hr), cuando se esté soldando o recién se terminen de soldar las uniones y empiece a llover o lloviznar, se deben cubrir las soldadura para evitar grietas o cambios metalúrgicos, los cuales originan cambios drásticos en las propiedades mecánicas de las varillas, no se debe puntera una varilla si antes no se ha precalentado.<br />Por razones de compatibilidad, de resistencias, análisis químicos, posiciones y otras, es necesario una buena selección del material de aporte de acuerdo con la especificación de varilla que va a soldarse.<br />Para la calificación del procedimiento de soldadura se utiliza el “Proyecto de procedimiento de soldadura (PQR)”, por sus siglas en ingles, es un proyecto de procedimiento en el que se proponen las variables esenciales o no esenciales, como son tipo de metal base, espesor, tipo de metal de aporte, precalentamientos, posiciones y otras.<br />El procedimiento de soldadura WPS que son las siglas en ingles, por ser del dominio común dentro del campo de la soldadura, cuando se ha cumplido con los parámetros de calidad de las muestras del PQR, se procede a la elaboración por escrito del WPS, el cual se utiliza en la obra para calificar la habilidad de los soldadores.<br />El soldado que aprueba con el proceso de arco eléctrico manual, con un acero clasificado apto para soldar cualquier otro tipo de acero clasificado, por lo que no requiere recalificación, si el soldador aprueba un diámetro “x”, queda apto para soldar en diámetro “x” y mayores que este, el soldador que apruebe con electrodo calificado, puede soldar con cualquier otro tipo de electrodo.<br />El soldador que apruebe en una posición, solo podrá soldar en esa posición y en las autorizadas, la letra “G” significa soldadura de ranura, la letra “F” significa soldadura de filete, si un soldador no pasa alguna prueba, se le permitirá inmediatamente hacer dos probetas por cada una que no aprobó. En caso de no querer hacer las pruebas inmediatamente o las repruebe, tendrá que tomar capacitación nuevamente y cuando se presente nuevamente debería mostrar evidencias de su capacitación.<br />Para el control de certificados y registros en cada obra deberá quedar un expediente con el PQR, el WPS y los certificados de habilidad de los soldadores que participaron en la misma. Dicha documentación deberá archivarse cuando menos 5 años.<br />Se sugiere que el inspector de soldadura sea técnico debidamente por un perito en Soldadura del Colegio de Ingenieros Mecánicos y Electricistas (IME), o por un inspector de soldadura certificado por la AWS (Sociedad Americana de Soldadura) con categoría CWI. El soldador podrá soldar únicamente si el inspector lo permite y que haya sido calificado de acuerdo con el WPS establecido para la obra.<br />A los soldadores se les debe entregar un WPS para que le den seguimiento cuando suelden las varillas. Las pruebas no destructivas más conocidas son la de inspección ultrasónica, inspección con partículas magnéticas, inspección con líquidos penetrantes e inspección radiográfica. Las pruebas destructivas más usadas para la soldadura de varilla son el ensaye a tensión y el macroataque.<br />Al acero se encuentra en la actualidad presente en todo tipo de construcciones por lo cual es de vital importancia conocer su manejo y forma de evaluación para poder certificar la seguridad y calidad de la obra, en base en los soldadores de las varillas del acero de refuerzo.<br />Bibliografía.<br />M148590-4445anual práctico para soldar y supervisar acero de refuerzo, Ing. Mecánico M. Francisco Velázquez Alcalá Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto. Edición 2003.<br />

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