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DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I

DISEÑO DE ELEMENTOS DE MÁQUINAS I

Jorge F. Ma San Zapata (CV)
Universidad Nacional de Piura

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5.13.-UNIONES SOLDADAS

La soldadura se emplea extensamente en la fabricación de elementos de máquinas.  Siempre que un proceso de moldeo o de forja parece ser una elección lógica, es probable que deba considerarse también la soldadura.  Cuando solo han de fabricarse algunas piezas, la soldadura es sin duda más económica que el moldeo.  Cuando se han de producir muchas piezas, debe considerarse cuidadosamente la economía de ambos procesos.  Por ejemplo, las piezas de acero soldadas son más fuertes que las fundiciones de hierro y también de menor peso.

Las piezas soldadas se fabrican sujetando por medio de grapas, plantillas o montajes adecuados una colección de perfiles, laminados en caliente, de acero bajo o medio en carbono, cortados con formas particulares, mientras se van soldando las diversas piezas.

Se muestran dos ejemplos en la figura 5-10. Un proyectista ingenioso, familiarizado con los diversos perfiles de laminación y con los métodos de corte, podrá proyectar conjuntos soldados fuertes y ligeros que se suelden fácil y rápidamente con sistemas de montaje sencillos.

 

 

 

Fig. 5.10: Ejemplo de elementos soldados. (a)Un soporte de cojinete; puede hacerse de piezas relativamente delgadas, aunque proporcionando una buena rigidez en las dos direcciones; (b) otro detalle de un basamento; hecho de una sección de un perfil en U laminado en caliente y de un conjunto de chapas cortadas.

Las figuras 5.11 a 5.13 ilustran los tipos de soldaduras empleados con más frecuencia por los proyectistas.  Para los elementos de máquina en general, la mayoría de las soldaduras serán en ángulo, pero las soldaduras a tope se emplean en gran proporción en los proyectos de recipientes a presión.   

Fig. 5.11: Soldadura de filete. (a)La fracción indica el tamaño de las caras; la flecha señalara solo una soldadura cuando ambos lados sean iguales. (b) El símbolo indica que las soldaduras son intermitentes y escalonadas en dos pulgadas, estando separados sus centros cuatro pulgadas.

Naturalmente, las piezas que hay que unir deben estar dispuestas de modo que exista la holgura suficiente para la operación de soldadura. Si se necesitan uniones poco corrientes, debido a una holgura insuficiente o por la forma de la sección, el proyecto puede resultar deficiente y el proyectista debe replantear las diversas fases del proyecto y estudiar otra posible solución.

Puesto que durante la operación de la soldadura se emplean elevadas temperaturas, existe la posibilidad de cambios metalúrgicos del metal matriz en la vecindad de la soldadura.  Además, pueden introducirse tensiones residuales debido a la sujeción o sistema de montaje o incluso debido al sentido en que se hace la soldadura.

Fig. 5.12: Soldaduras a tope o con ranura. (a)Soldadura a tope con ambos lados rectos; (b) en V sencilla con bisel a 60º y en la base una abertura de 1/16 de pulgada (0.159cm); (c) doble V; (d) en bisel simple.

 

Normalmente estas tensiones residuales no son lo bastante severas como para originar preocupaciones; en algunos casos bata un ligero tratamiento térmico para eliminarlas. Cuando las piezas que ha de soldarse son muy grandes, un precalentamiento también resulta beneficioso.  Si la fiabilidad del componente ha de ser muy alta, debe establecerse un programa de ensayos con objeto de averiguar qué cambios o adiciones a las operaciones son necesarios, y para asegurar la mejor calidad posible.


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