ESTRUCTURAS METALICAS Y DE MADERA Capitulo 4 CONEXIONES SIMPLES Profesor: Luis Zegarra C.

4.1 Generalidades

CONEXIONES Son los puntos o zonas donde se ensamblan los elementos individuales para formar una estructura

Una buena conexión debe ser segura, fácil de ejecutar y económica CONEXIONES Una buena conexión debe ser segura, fácil de ejecutar y económica

CLASIFICACION DE CONEXIONES Se les puede clasificar por: - Tipo de conector - Rigidez de la conexión - Tipo de elemento o de solicitación

POR EL TIPO DE CONECTOR: - Soldadas - Empernadas - Remachadas - Con pines

POR LA RIGIDEZ DE LA CONEXIÓN: - Conexión simple o de corte - Conexión de momento, rígida - Conexión de momento, semirrígida

POR EL TIPO DE ELEMENTO O DE SOLICITACION - Elementos sometidos a esfuerzos axiales - Elementos sometidos a flexión o flexo compresión - Planchas de base de columnas o vigas

4.2 Conexiones Soldadas

SOLDADURA Es un proceso de unión de piezas metálicas de la misma composición o de composiciones diferentes, bajo los efectos de calor, con o sin la adición de un metal de aportación y con o sin la aplicación de presión

Soldadura por forja

SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO Es el proceso mas empleado para soldar estructuras metálicas. Es un proceso de unión por fusión, debido al calor generado por un arco eléctrico.

PROCEDIMIENTOS DE SOLDADURA POR ARCO ELECTRICO SMAW = Arco metálico protegido (Shielded Metal Arc Welding) SAW = Arco sumergido (Submerged Arc Welding) GMAW = Arco protegido con gas externo, procesos MIG (helio o argón)/MAG (CO2) (Gas Metal Arc Welding) FCAW = Arco con alambre tubular, con el interior relleno de un polvo llamado flux. (Flux Cored Arc Welding)

SOLDADURA POR ARCO ELÉCTRICO MANUAL CON ELECTRODO METÁLICO REVESTIDO El electrodo esta compuesto por un núcleo metálico de acero de aleación especial y un revestimiento de distintos materiales cuya finalidad es proteger al metal fundido de los gases dañinos del aire como el oxígeno y nitrógeno que hacen porosa y frágil a la soldadura, y además forman la escoria que es la capa superficial de la soldadura que la protege e impide un enfriamiento violento de ella, que le produciría rajaduras.

Soldadura por arco eléctrico protegido KUZMANOVIC Y WILLEMS

Soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido Área de planchas 194m2 Soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido Peso. 800kg Peso: 840kgf Peso: 840 kgf Área de planchas: 194m2

Soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido

Soldadura por arco sumergido

Soldadura por arco sumergido

CLASIFICACIÓN DE LOS ELECTRODOS Es muy importante clasificar e identificar los electrodos porque se fabrican de diferentes resistencias y características de uso. El sistema de identificación es doble: numérico y con una clave de colores.

El sistema de clasificación numérico emplea para los electrodos para soldadura manual la letra E. Asigna a cada tipo de electrodo un número de cuatro o cinco cifras. Los dos o tres primeros números dan la resistencia a la rotura del metal del electrodo en ksi. La siguiente cifra da la posición en que puede emplearse el electrodo y la última cifra indica características de la corriente eléctrica a emplearse y de la penetración que puede conseguirse.

En cuanto a las posiciones, el significado es: 1 = puede emplearse en cualquier posición. 2 = puede emplearse únicamente en posición plana y horizontal. 3 = puede emplearse únicamente en posición plana.

En cuanto a las características de la corriente eléctrica a emplearse y la penetración que puede conseguirse, el significado es: 0 = para corriente continua con polaridad directa, revestimiento celulósico de penetración profunda. 1 = para corriente continua con polaridad directa o para corriente alterna, revestimiento celulósico de penetración profunda. 2 = para corriente continua con polaridad inversa o para corriente alterna, revestimiento rutílico lo que da un arco suave de penetración mediana y mejor aspecto del cordón.

4 = para corriente continua con polaridad directa o inversa o para corriente alterna, revestimiento rutílico lo que da un arco suave de penetración mediana y mejor aspecto del cordón, con aporte de hierro en polvo permitiendo un rápido relleno de las juntas. = para corriente continua con polaridad inversa, revestimiento de bajo contenido de hidrógeno que se emplea para soldar aceros de pobre soldabilidad. = para corriente continua con polaridad directa o para corriente alterna, revestimiento de bajo contenido de hidrógeno que se emplea para soldar aceros de pobre soldabilidad, con aporte de hierro en polvo permitiendo un rápido relleno de las juntas.

EJEMPLOS Un electrodo E-6011, es un electrodo para soldadura manual de 60 kips = 4200 kg/cm2 de resistencia mínima a la tracción, se puede emplear en cualquier posición y es de penetración profunda por lo que es adecuado para soldadura estructural. Un electrodo E-6010, es un electrodo para soldadura manual de 60 kips = 4200 kg/cm2 de resistencia mínima a la tracción, se puede emplear en cualquier posición y es de penetración mediana por lo que es adecuado para soldadura de acabado.

El electrodo E-11018, es un electrodo para soldadura manual de 110 kips = 7700 kg/cm2 de resistencia mínima a la tracción, se puede emplear en cualquier posición y es de bajo contenido de hidrógeno por lo que es adecuado para soldar el acero de construcción grado 60.

El sistema de clasificación por colores identifica cada tipo de electrodo por una clave de colores aplicada en tres lugares: - extremo = la punta metálica del electrodo - punto = la parte lateral metálica visible del electrodo - grupo = sobre el revestimiento cerca de la punta del electrodo.

CLAVE DE COLORES

Las claves de colores son: E-6010 = no tiene ninguna marca E-6011 = punto azul E-6012 = punto blanco E-7018 = grupo verde, punto naranja, extremo negro E-11018 = grupo verde, punto azul, extremo rojo.

POSICIONES DE SOLDADURA Se consideran cuatro posiciones de soldadura: a.- Posición plana, es sobre un plano horizontal. Es la posición más fácil y económica para soldar. Siempre que sea posible las soldaduras deben efectuarse en esta posición. b.- Posición horizontal, las planchas a soldar están en posición vertical y el cordón de soldadura se ejecuta horizontalmente. c.- Posición vertical, las planchas a soldar están en posición vertical y el cordón de soldadura se ejecuta verticalmente. La soldadura puede ser ascendente o descendente. d.- Posición sobre cabeza, las planchas a soldar están en posición horizontalmente y la soldadura se ejecuta horizontalmente pero por debajo. Es una posición inversa a la posición plana.

POSICION PLANA DE SOLDADURA

POSICION VERTICAL DE SOLDADURA ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. POSICION VERTICAL DE SOLDADURA

POSICION HORIZONTAL DE SOLDADURA ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. POSICION HORIZONTAL DE SOLDADURA

SOLDADURA EN POSICION SOBRECABEZA ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. SOLDADURA EN POSICION SOBRECABEZA

TIPOS DE UNIONES SOLDADAS ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. TIPOS DE UNIONES SOLDADAS La Norma E.090 reconoce cuatro tipos de uniones soldadas: - Soldaduras acanaladas, también llamadas de canal y a tope. - Soldaduras de filete, también llamada de solape. - Soldadura de ranura. - Soldadura de tapón.

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. SOLDADURAS ACANALADAS

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. SOLDADURA DE FILETE

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. SOLDADURA DE RANURA

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. SOLDADURA DE TAPON

Se emplea para resistir fuerzas elevadas. ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. SOLDADURA ACANALADA La soldadura acanalada puede ser de penetración total o de penetración parcial. Este último tipo es poco empleado en las estructuras metálicas usadas en nuestro país. Si la soldadura acanalada es de penetración total su resistencia no necesita verificarse, con tal que el electrodo empleado sea más resistente que el metal base. Lo que si debe indicarse en los planos es el tipo de junta precalificada se va a emplear. Se emplea para resistir fuerzas elevadas.

CONEXIONES Tipos de juntas

Soldaduras de penetración total

SOLDADURA ACANALADA DE PENETRACION TOTAL SIN BISELAR ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. SOLDADURA ACANALADA DE PENETRACION TOTAL SIN BISELAR

SOLDADURA ACANALADA DE PENETRACION TOTAL BISELADA ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. SOLDADURA ACANALADA DE PENETRACION TOTAL BISELADA

SIMBOLOS ESTANDAR DE SOLDADURA

ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. TIPOS DE JUNTAS

DISTORSIONES EN JUNTAS SOLDADAS ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. DISTORSIONES EN JUNTAS SOLDADAS

PROCEDIMIENTOS PARA REDUCIR DISTORSIONES ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. PROCEDIMIENTOS PARA REDUCIR DISTORSIONES

DEFECTOS DE SOLDADURAS ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. DEFECTOS DE SOLDADURAS

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS POROSIDADES ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS POROSIDADES

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS SOCAVACION ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS SOCAVACION

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS GRIETAS ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS GRIETAS

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS SOLDADURA QUEBRADIZA ZEGARRA & YECKLE INGENIEROS S.A.C. DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS SOLDADURA QUEBRADIZA

Otros tipos de soldadura de penetración total

IDENTIFICACIÓN DE TIPOS DE ELECTRODOS La revisión del código numérico y la clave de colores permite al Inspector verificar si los electrodos son los especificados en el proyecto.

La soldadura no deberá realizarse: - Cuando la temperatura del medio ambiente sea menor de -18°C. - Cuando la superficie está húmeda o expuesta a la lluvia, nieve o altas velocidades de viento. - Cuando el personal que la ejecuta esté expuesto a condiciones inclementes.

TAMAÑO MINIMO DE SOLDADURAS DE FILETE TABLA J2.4 TAMAÑO MINIMO DE SOLDADURAS DE FILETE El tamaño mínimo de la soldadura de filete no debe ser menor que el necesario para transmitir las fuerzas calculadas ni menor que el indicado en la Tabla J2.4.

Soldaduras abocinadas

Soldaduras dobles de penetración total

Soldaduras abocinadas dobles

Soldaduras de filete

Defectos en soldaduras

Perfiles deseables de Soldadura de Filete

Perfiles aceptables de Soldadura de Filete

ANCHO DE LA CARA MÁXIMA CONVEXIDAD, C DE SOLDADURA w  8 mm 1.6 mm La convexidad “c”, de una soldadura individual con dimensiones “w” no deberá exceder el valor de la siguiente Tabla: ANCHO DE LA CARA DE SOLDADURA MÁXIMA CONVEXIDAD, C w  8 mm w  8 mm hasta  25 mm w  25 mm 1.6 mm 3 mm 5 mm

TARJETAS PARA VERIFICAR SOLDADURAS DE FILETE

PERFILES INACEPTABLES DE SOLDADURA DE FILETE

PERFILES INACEPTABLES DE SOLDADURA DE FILETE

POSIBLE FISURACION LAMINAR

DEFECTOS DE COLOCACION DE SOLDADURAS MALA APARIENCIA

4.3 Conexiones Empernadas

PLANCHAS DE BASE