DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I

Tabla 5-7.  Propiedades mínimas del metal de soldadura.

*Sistemas de numeración especificados por la American Welding Society (AWS) para los electrodos. Este sistema emplea un prefijo E delante de un sistema de numeración de cuatro o cinco dígitos, en los que las dos o tres primeras filas designan la resistencia a la tracción aproximada. El último dígito indica ciertas variables en la técnica de la soldadura, como el tipo de corriente. El penúltimo dígito indica la posición de la soldadura como, por ejemplo,plana, vertical o superior.

Las tensiones permisibles se basan ahora en el límite de fluencia en vez de en el límite de rotura, y la norma permite el empleo de una diversidad de aceros estructurales ASTM, con límites de fluencia variables desde 2.300 a 3.500 kg/cm2.  Con tal de que los esfuerzos sean los mismos, la norma permite la misma tensión en el metal de la soldadura y en el metal base.  Para estos aceros ASTM Sy=0,5 Sm.  La tabla 5-8 relaciona las fórmulas especificadas por la norma para poder calcular estas tensiones permisibles en diversas condiciones de carga.  Los coeficientes de seguridad que emplea esta norma se calculan fácilmente.  Para tracción n=1/0,60=1,67.  Para cizalladura n=0,577/0,40=1,44, si aceptamos la teoría de la energía de distorsión como criterio de fallo.
Tabla 5-8: Tensiones permitidas por la norma AISC para el metal de soldadura

Tanto la norma AISC como la AWS incluyen las tensiones permisibles cuando están presentes cargas de fatiga.  El proyectista no tendrá dificultades en emplear estas normas, pero su naturaleza empírica tiende a oscurecer el hecho de que se han obtenido por medio de los mismos conocimientos sobre el fallo por fatiga, que se discutieron en la unidad 3.  Naturalmente, para las estructuras a las que se refieren estas normas, las tensiones reales no pueden exceder a las tensiones permisibles; de otro modo, el proyectista es legalmente responsable.  Pero en general, las normas tienden a disimular el margen real de seguridad empleado.  Por otra parte, si se emplea el conocimiento total disponible para proyectar, digamos, una máquina, se sabe el margen de seguridad real con cierta precisión y también la dispersión que ha de esperarse.  Por tanto, con

objeto de recalcar y reforzar las nociones fundamentales, utilizaremos también los métodos de la unidad 3 en el proyecto de elementos soldados frente a la fatiga.
Los coeficientes de reducción de la resistencia a la fatiga, relacionados en la tabla 5-9, fueron propuestos por Jennings y se sugiere su empleo
Tabla 5-9: Coeficientes de reducción de resistencia a la fatiga

EjemploN°5.6: En la siguiente figura se muestra una unión por soldadura de un acero AISI C1018 laminado en caliente, sometido a una carga axial con inversión completa. Además observamos que el metal de la soldadura en ambas uniones, está sometido a cizalladura.

Solución:
Por tabla 1-1x: acero AISI C1018 laminado en caliente:

Por tabla 5-7: Material de aporte E60:

Por tabla 2.x: 
Coeficiente de tamaño:
En el coeficiente modificativo de concentración de tensiones, se usa el coeficiente de reducción de resistencia a la fatiga (tabla 5-9)
        
El metal de la soldadura en ambas uniones está sometido a cizalladura por consiguiente

Para el metal de la soldadura, la ecuación se aplica en ambos casos: