Manual de cálculo de soldaduras

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL[pic 1][pic 2][pic 3]

“Año de la unidad, la paz y el desarrollo”

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

 (Universidad del Perú, Decana de América)

  FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INDUSTRIAL 

DISEÑO INDUSTRIAL

MANUAL DE CÁLCULO DE SOLDADURAS

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INTEGRANTES

Guerra Nizama, Gino Salvatore (20170024)

Meza Carhuallanqui, Luz María (20170201)

Nayra Yajahuanca, Diana (20170138)

Pastor Ingar, Nicolás Rafael (20170213)

GRUPO

24

DOCENTE

Oswaldo José Rojas Lazo

FECHA DE ENTREGA

27 de abril de 2023

Lima, Perú

TABLA DE CONTENIDOS

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN        3

CAPÍTULO II: ASISTENTE DE CÁLCULO        4

CAPÍTULO III: CÁLCULO DE SOLDADURA POR EMPALME        5

3.1        Cálculo de uniones por soldadura de empalme con carga espacial        5

CAPÍTULO IV: FICHA DE CÁLCULO        7

4.1        Asistente de cálculo de soldaduras en tapones y para ranuras: Ficha cálculo        7

CAPÍTULO V: FICHA DE CÁLCULO DE FATIGA        11

CAPÍTULO VI: MÉTODOS DE SOLUCIÓN        15

6.1. Procedimientos de cálculo estándar        15

6.1.1. Solución habitual para carga combinada        15

CAPÍTULO VII: Problema y Solución        26

7.1 Solución manual        26

7.2 Solución Inventor        28

CAPÍTULO VIII: COMPARACIÓN DE MÉTODOS E INTERPRETACIÓN        36

CAPÍTULO IX: CONCLUSIONES        37

REFERENCIAS        38

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

La soldadura es un proceso que permite unir dos o más piezas de metal, termoplástico u otro material sólido de manera permanente. Se realiza mediante la aplicación de calor, presión o una combinación de ambos. La soldadura es un método ampliamente utilizado en diversas industrias, como la construcción, la automotriz, la aeronáutica y la naval, debido a su capacidad para unir materiales de forma sólida y resistente. Así mismo, la soldadura puede ser utilizada para reparar componentes dañados, lo que resulta en ahorros significativos en comparación con la compra de piezas nuevas. La soldadura es un proceso esencial en la producción y mantenimiento de una amplia variedad de productos y estructuras.

Sin embargo, la soldadura puede tener efectos significativos en la pieza que está siendo soldada. Durante el proceso de soldadura, se produce calor intenso que puede causar distorsiones y deformaciones en la pieza. Además, el enfriamiento rápido después del proceso de soldadura puede crear tensiones residuales en la pieza, lo que puede reducir su resistencia y durabilidad. Estos defectos pueden incluir porosidad, grietas, fisuras, inclusiones de escoria y desalineamiento comprometiendo la integridad de la unión soldada y reduciendo su resistencia y durabilidad. Por lo tanto, es importante utilizar técnicas de soldadura adecuadas y seguir las prácticas recomendadas para minimizar la probabilidad de defectos en la unión soldada.

CAPÍTULO II: ASISTENTE DE CÁLCULO

Los asistentes de cálculo de uniones por soldadura son herramientas que se utilizan para calcular y diseñar y comprobar uniones soldadas a tope, de empalme, para ranuras y por puntos (Autodesk, 2023). Estas herramientas pueden ayudar a los ingenieros y diseñadores a seleccionar el tipo adecuado de unión soldada, así como a determinar el tamaño y la configuración de la unión. Los asistentes de cálculo de uniones por soldadura pueden reducir el tiempo necesario para realizar cálculos manuales y pueden ayudar a los diseñadores a tomar decisiones informadas sobre el diseño de la unión soldada.

Consideraciones:

• No se recomienda que utilice uniones por soldadura en tapones, para ranuras ni por puntos con carga de fatiga. Los cálculos de este tipo de uniones no están disponibles.
• La aparición de fracturas repentinas por fragilización, los cambios en los valores mecánicos del material provocados por la temperatura o los efectos en la tensión residual no se tienen en cuenta en el cálculo. El cálculo no se aplica a las uniones por soldadura que requieran normas especiales (por ejemplo, recipientes a presión, grúas, excavadoras, tuberías, etc.). El cálculo solamente indica la tensión nominal de la carga concreta en una sección determinada. No se tienen en cuenta ni las concentraciones de tensión ni las tensiones internas (Autodesk, 2023).

CAPÍTULO III: CÁLCULO DE SOLDADURA POR EMPALME

1.       Cálculo de uniones por soldadura de empalme con carga espacial

El cálculo de uniones por soldadura de empalme con carga espacial implica el diseño y análisis de una unión soldada que conecta dos o más componentes que están sometidos a cargas en tres dimensiones

        A continuación, se muestran cómo insertar el cálculo de soldadura un Autodesk Inventor.

Tabla 1

Pasos para insertar el cálculo de soldadura en Autodesk Inventor

Nota. Recuperado de Autodesk Inventor (2023). https://help.autodesk.com/view/INVNTOR/2023/ESP/?guid=GUID-FC9AF773-4A02-4B27-A4FD-7978CE8882B3

Con el procedimiento mostrado, en la Tabla 1, se crea un ejemplo utilizando las especificaciones de muestra.

Tabla 2

Ejemplo de cálculo de soldadura de empalme para cargas espaciales

Nota. Recuperado de Autodesk Inventor (2023). https://help.autodesk.com/view/INVNTOR/2023/ESP/?guid=GUID-FC9AF773-4A02-4B27-A4FD-7978CE8882B3

CAPÍTULO IV: FICHA DE CÁLCULO

1.       Asistente de cálculo de soldaduras en tapones y para ranuras: Ficha cálculo

Define los parámetros para el cálculo de las uniones por soldaduras en tapones y para ranuras.

Recomendación: 

Puede encontrar una descripción de las uniones con carga de fatiga e información básica en el tema Resistencia a la fatiga de uniones por soldadura del Manual del ingeniero.

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