1. Determinación el tipo de soldadura a utilizar 2. Determinación de los electrodos 3. Cálculo del área efectiva de soldadura 4. Verificación de la resistencia de diseño de la soldadura empleada CONEXIONES SOLDADAS El proceso de diseño de conexiones soldadas consiste en el análisis de:

SMAW (Shielded Metal Arc Welding) SMAW (Shielded Metal Arc Welding) PROCESO DE SOLDADURA PROCESO DE SOLDADURA Soldadura de arco Soldadura de arco

Tipos de soldadura Soldadura de penetración: utilizada cuando se quiere una soldadura monolítica entre los elementos conectados. Puede ser de penetración parcial, si solo cubre parte del espesor de uno de los elementos, o total. Soldadura de filete: la más sencilla de ejecutar, no requiere mayor fabricación de las partes a unir.

Socavación Falta de fusión Defectos de soldadura

Falta de penetración Ilusión de escoriaPorosidad

Usos típicos de soldaduras de filete

Empalmes Conexiones rígidas Usos típicos de soldaduras de filete

Angulos de apoyo Conexiones simples

Soldaduras de filete junta traslapada Símbolo de soldadura Soldadura deseada

Soldaduras de filete miembro armadoSoldadura deseada Símbolo de soldadura

Soldadura deseadaSoldaduras de filete intermitentes Símbolo de soldadura

Soldaduras de penetración parcialSoldadura deseada Símbolo de soldadura

Conexión columna placa base Símbolo de soldadura

Criterios de diseño en conexiones soldadas. Método LRFD El procedimiento de diseño de las conexiones soldadas comienza con la selección del proceso de soldadura y el electrodo correspondiente. Las Normas AISC y Covenin suponen que se ha seleccionado el proceso de soldadura por arco (SMAW). Por razones prácticas se escoge un diámetro de electrodo que deposite un espesor constante de soldadura. Para conexiones de perfiles electrosoldados se puede usar electrodo E7018 de Ø = 1/8” para las soldaduras horizontales y de Ø = 5/32” para las soldaduras verticales.

La capacidad de resistencia de agotamiento de la soldadura requiere determinar y calcular su longitud L w. Capacidad de una soldadura de filete: P v < A w  R n P v < (t w L w )  R n P v < (t w  R n )L w P v < (  F R )L w Donde: t w = garganta mínima efectiva. Para soldaduras de filete es (√2/2) D, siendo D la dimensión del lado o tamaño de la (√2/2) D, siendo D la dimensión del lado o tamaño de la soldadura soldadura L w = longitud de la soldadura L w = longitud de la soldadura ØF R = Corte de diseño de la soldadura de filete. (Ver tabla 1) ØF R = Corte de diseño de la soldadura de filete. (Ver tabla 1) P v = Carga sobre la conexión P v = Carga sobre la conexión

Tabla n° 1 D D 0,707 D = t w Lw ≥ 4D

Se debe verificar que para el corte en el área efectiva de la soldadura ØF R no exceda la resistencia nominal de los elementos que se conectan: ØF R = 0,90 F y A ØF R = 0,75 F u A e El procedimiento práctico para diseñar una soldadura de filete es: -Definir el valor de ØFR (tabla n° 1) -Escoger el tamaño de la soldadura D según tabla n° 2. -Calcular la longitud total de la soldadura L w según la expresión: Lw =Lw =Lw =Lw = NuNuNuNu ØF R

Tabla n° 2

Resistencia de diseño de los elementos conectados En las conexiones soldadas se debe verificar que las planchas y otros elementos conectados tengan la resistencia de diseño adecuada, determinada según los siguientes criterios: - Tracción Cedencia:  R n = 0,90 F y A Rotura:  R n = 0,75 F u A e - Corte Cedencia:  R n = 0,90 (0,60F y )A Rotura:  R n = 0,75 (0,60F u )A nc Cuando F u A nt ≥ 0,60 F u A nc  R n = Ø ( 0,60 F y A v + F u A nt ) Cuando F u A nt < 0,60 F u A nc  R n = Ø ( 0,60 F u A nc + F y A t ) - Bloque cortante Como no hay perforaciones, A nt = A t = A st A nt = A t = A st A nc = A e = A bt A nc = A e = A bt

Tabla n° 3

203 mm Placa Cartela 22 mm 127 mm 2 PL 127x16 mm 81,6 tons Sold. B 8 Sold. A Ejercicio 1: En la conexión soldada que se muestra, se debe calcular el tamaño de la soldadura A y la longitud de la soldadura B. La placa y los perfiles son A36 y los electrodos son E70XX. Las soldaduras son por ambas caras de la cartela. Para E70XX: F Exx = 4920 kg/cm 2 F Exx = resistencia mínima de agotamiento del electrodo Para E60XX: F Exx = 4230 kg/cm 2

Soldadura A: Soldadura de filete con solicitación de corte en el área efectiva de soldadura De la tabla 3:  R n = 0,75 ( 0,60 F Exx )  R n = 0,75 ( 0,60 x 4920) = 2214 kg/cm 2 N u = (t w  R n )L w De la capacidad de resistencia de agotamiento de la soldadura de filete: tw =tw =tw =tw = NuNuNuNu ØR n L w tw =tw =tw =tw = kg 2214 kg/cm 2 x 20,3 cm t w = 1,82 cms Como hay soldadura en ambos lados de la placa, t w = 1,82 / 2 = 0,91 cms a cada lado Despejamos D: D = √2 t w D = 1,28 cm = 12,8 mm De la tabla n° 2, D min = 8 mm Elegimos D = 13 mm

Soldadura B:  R n = 0,75 ( 0,60 x 4920) = 2214 kg/cm 2 N u = (t w  R n )L w De la capacidad de resistencia de agotamiento de la soldadura de filete: Lw =Lw =Lw =Lw = NuNuNuNu ØR n t w Lw =Lw =Lw =Lw = kg 2214 kg/cm 2 x 0,8(√2/2) cm L w = 65,15 cms Existe soldadura en ambos lados de la placa, L w = 65,15 / 2 = 32,58 cms a cada lado Restamos 12,7 cms para obtener la longitud lateral : Elegimos Lw = 10 cm Elegimos Lw = 10 cm L w = 32,58 – 12,7cms = 19,88 cms L w a cada lado, en ambas caras = 9,94 cms