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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA

Curso: PROCESOS DE MANUFACTURA Profesor: SALAZAR BOBADILLA ALEJANDRO Informe nº: 04 Título: Proceso de Soldadura

Integrantes

Código

DEL MAR RODRÍGUEZ, Brian 20120143H MAGALLANES ESCATE, Lucero 20114157K PEREZ ECHEVARRIA, Iván 20110024F

Sección

B D D

“Año de la Promoción de la Industria Responsable y del Compromiso Climático” Julio 2014

SOLDADURA Para construir un silo de planchas de acero, para almacenar granos de trigo/maíz/arroz, etc. 𝛼=angulo de reposo del material más de 5° 𝑋, 𝑋𝑋= 2 + 1.14 = 3.14 metros Determine: 1) El número de planchas a utilizar (materia prima plancha de acero A36 de 1.2 x 2.4m por 16mm de espesor) Desdoblamos la parte superior del tanque: ∅1 = 3.14 𝑚; 𝐿 = 7.85 ∅2 = 0.4𝑚 9.8645 1.2

Planchas a utilizar: 9.8645 2.4

2.4 4

7.85 1.2

= 4.11 4 𝑝𝑙𝑎𝑛𝑐ℎ𝑎𝑠

= 6.54 7𝑝𝑙𝑎𝑛𝑐ℎ𝑎𝑠

Total: 4x7=28 planchas. 7.85 Desdoblamos la parte inferior del tanque: 𝐴𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 = 1.2 ∗ 2.4 𝐴𝑝𝑙𝑎𝑐𝑎 = 2.88𝑚2 𝐴𝑠𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 = [3.142 − 1.722 ] ∗

6.0619 2

𝐴𝑠𝑒𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟 = 20.917𝑚2 Entonces: 20.917 2.88

En total se utilizaría 35 planchas

= 7.2629 7𝑝𝑙𝑎𝑛𝑐ℎ𝑎𝑠

2) Longitud del cordón a soldar, en metros. Para la parte superior del tanque: Horizontales: 𝐿 ℎ = 𝐻 ∗ (𝑎 − 1) 𝐿ℎ = 7.85 ∗ (7 − 1) 𝐿 ℎ = 47.1𝑚 Verticales: 𝐿 𝑣 = 𝜋𝐷 ∗ (𝑏 − 1) 𝐿 𝑣 = 9.8645 ∗ (4 − 1) 𝐿 𝑣 = 29.5935𝑚 Longitud total: 𝐿 𝑡 = 29.5935𝑚 + 47.1𝑚 𝐿 𝑡 = 76.6935𝑚 Para la parte inferior del tanque: 3) La cantidad de electrodos a utilizar, en kg. 2mm

16mm 2.5mm 2mm 𝑉𝑑 = 2 ∗ 16 + (16 − 2.5)2 ∗ tan(25) +

2 3

∗ [2 ∗ (16 − 2.5) ∗ tan (25) + 2] ∗ 2

𝑉𝑑 = 136.4383𝑐𝑚3 Para un electrodo de ¼’’ y 45 cm de longitud, y de las tablas 𝑉𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜 =

𝜋 ∗ 𝑑 2 ∗ 𝑙 ∗ 𝑓𝑟 4

Donde 𝑓𝑟 =factor de rendimiento. Luego reemplazamos en la formula 𝑉𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜

2 𝜋 1 = ∗ ( ∗ 2.54) ∗ 45 ∗ 0.7232 4 4

𝑉𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜 = 10.3064𝑐𝑚3 Hallando el numero de electrodos: #𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑚

=

𝑉𝑑 𝑉𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜

#𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜𝑠 136.4383 = 𝑚 10.3064 #𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜𝑠 = 13.2382 𝑚 #𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜𝑠 =

13.2382 8

#𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜𝑠 = 1.6548 𝑘𝑔/𝑚 4) El tiempo que utilizara para soldar el silo, en horas. 𝑡𝑠𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 = 𝑡𝑞𝑢𝑒𝑚𝑎𝑑𝑜 ∗

#𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑚

∗ 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜

Asumimos para el electrodo un tiempo de quemado de 2min 45 seg y un factor de tiempo de 1.5. 𝑡𝑠𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 = (2 +

45 60

) ∗ 13.2382 ∗ 1.5

𝑡𝑠𝑜𝑙𝑑𝑎𝑑𝑢𝑟𝑎 = 54.6075𝑚𝑖𝑛/𝑚 5) El consumo de energía eléctrica, para soldar el silo, asumiendo que el factor de tiempo es 3.5

6) Seleccione el tipo de junta, el electrodo, la máquina de soldar y la corriente que utilizara para realizar la soldadura. Para realizar la junta de las placas para la parte superior del silo, se utilizara una junta a tope con chaflán en V simple, para unir la parte inferior con la superior se realizara una soldadura de ángulo o F según ASME, con un electrodo revestido clase AWS E6011, de ¼’’. La máquina de soldar será una fuente de energía de intensidad constante para que la corriente de soldeo se vea poco afectada por las variaciones en la longitud de arco.

Aplicación de los siguientes procesos de soldadura: Utilizando imágenes, presente un mínimo de 2 aplicaciones, de los siguientes procesos de soldadura:

1) Por resistencia eléctrica En este proceso el calor se genera por medio de una corriente eléctrica de elevada intensidad que se hace circular con ayuda de dos electrodos durante un corto espacio de tiempo, a través de la unión que se desea solar. Los metales que constituyen la unión ofrecerán una resistencia al paso de esta corriente y, por tanto, se generara un calor, que será máximo en la intercara de las piezas (zonas de union) ya que la resistencia al paso de la corriente también es máxima en dicha zona. Para la industria automortriz: (se hace el uso de brazos robóticos que realizan soldadura por resistencia)

Para soldar chapas o laminas metálicas con un espesor de 0.5 y 3 mm: (soldeo de puntos por resistencia)

2) Por fricción: Es un procesos de fase total y penetración sólida, el cual puede ser implementado en la unión de láminas de metal (hasta ahora principalmente para aluminio) sin llegar a su punto de fusión. Para un turbina a gas (tipo de soldadura mediante batido por fricción )

Para soldar titanio en el campo de la industria automotriz:

Para la industria petrolera: una tubería de perforación típica tiene por lo menos de 3 a 4 millas de largo, en secciones de 30 pies. Las soldaduras por fricción aguantan el ensamble inferior de la columna de perforación (compuesto por otros tubos de perforación, el collarín de perforación y el taladro de perforación) y transmiten la torsión rotativa necesaria para la perforación

3) Proceso TIG Es el procedimiento de soldeo por arco bajo gas protector con electrodo no consumible, que utiliza como fuente de energía el arco eléctrico que se establece entre un electrodo no consumible y la pieza a soldar, mientras un gas inerte protege el baño de la fusión. El material de aportación, cuando se utiliza , se aplica por medio de varillas como en el soldeo de oxiacetilénica.

Para realizar juntas con todo tipo de aleaciones:

4) Proceso MIG: El electrodo por arco eléctrico con protección de gas, es un proceso de soldadura en el cual el calor necesario es generado por un arco que se establece entre un electrodo consumible y el metal que se va a soldar. El electrodo es un alambre macizo, desnudo, que se alimenta de forma continua automáticamente y se convierte en el metal depositado según se consume. Utilización de brazos robóticos que realizan soldadura MIG para fabricación de estructuras

Para la junta de tuberías:

5) Arco sumergido Consiste en la fusión de un alambre-electrodo continuo y desnudo protegido por la escoria generada por un fundente, granulado o en polvo, suministrado a través de una manguera desde el deposuito de fundente. Este procesos puede ser automatico o semiautomático. Se utiliza para soldar tanques y cilindros de gran espesor:

Para soldar vigas:

6) Laser: es un proceso que produce la fusión de los materiales con el calor obtenido por la aplicación de un haz de luz centrado que se aplica en la parte superior de la zona de estar unidos. Su principal diferencia con los procesos tradicionales de la soldadura de arco eléctrico (soldadura de punto) se presenta en forma de transferencia de energía. Aplicación en la industria automotriz

7) Oxiacetilenica Para instalciones de tuberías domesticas

Para juntas de bajo espesor