Charla novedades soldadura_estructural

EVENTO DE CAPACITACIÓN PARA SOLDADORES-CALI- ABRIL DE 2016

NOVEDADES EN SOLDADURA
ESTRUCTURAL
Algunas
Aplicaciones
Estructurales
Estructuras Estáticas en
Acero al Carbono
Refuerzo del Concreto
Estructuras Estáticas en
Aluminio

¿Qué es una Soldadura Estructural?
• La unión mediante procesos de soldadura de
componentes los cuales en servicio van a
transmitir una carga.
• En servicio, los depósitos de soldadura van a
transmitir la carga y a soportar la respuesta a la
misma (que es lo que se conoce como Resistencia
o Esfuerzo).

• Las cargas o fuerzas, medidas en lbf (“libras fuerza”) o N
(“Newtons”), generan en las conexiones soldadas
reacciones que dependen del tipo de carga
• Los metales pueden estar sometidos a cargas de tres
tipos:
– ESTÁTICA, una carga es estática cuando es invariable o su
magnitud crece de forma lenta. Ejemplo: Camión sobre un
puente.
– DINÁMICA, una carga es dinámica cuando actúa de forma
instantánea o aumenta su magnitud de forma rápida.
Ejemplo: Golpes e impactos.
– CÍCLICA, una carga es cíclica cuando cambia de magnitud o
dirección de forma cíclica o alternada. Ejemplo: Cigüeñal.
Tipos de Carga

Los esfuerzos (o resistencia) sobre un material pueden ser
de diferentes tipos: tracción, compresión, corte, flexión y
torsión.

D1.1/D1.1M:2015
Structural Welding
Code-Steel
D1.2/D1.2M:2014
Structural Welding
Code-Aluminum
D1.3/D1.3M:2008
Structural Welding
Code-Sheet Steel
Estándares del Comité de Soldadura
Estructural de AWS: D1

ASSHTO/AWS
D1.5M/D1.5:2015
Bridge Welding Code
D1.6/D1.6M:2007
Structural Welding
Code-Stainless Steel
D1.4/D1.4M:2011
Structural Welding
Code-Reinforcing Steel

D1.9/D1.9M:2015
Structural Welding Code-
Titanium
D1.8/D1.8M:2009
Seismic Suplement
D1.7/D1.7M:2010
Guide for Strengthening and
Repairing Existing Structures

CÓDIGOS DE AWS, Structural
• D1.1/D1.1M: 2015, Structural Welding Code-Steel
• D1.2/D1.2M: 2014, Structural Welding Code-Aluminum
• D1.3/D1.3M: 2008, Structural Welding Code-Sheet Steel
• D1.4/D1.4M: 2011, Structural Welding Code-Reinforcing Steel
• AASHTO/AWS D1.5M/D1.5: 2015, Bridge Welding Code
• D1.6/D1.6M: 2007, Structural Welding Code-Stainless Steel
• D1.8/D1.8M: 2009, Structural Welding Code-Seismic
Supplement
• D1.9/D1.9M: 2007, Structural Welding Code-Titanium

¿Cómo se lee la Designación de un
Estándar del Comité D1?
AWS D1.1/D1.1M:2015
AWS D1.1:2015
AWS D1.1M:2015
Ejemplo:
Esta designación indica que el manejo de
unidades de las dimensiones de
ingeniería es en Sistema Internacional
(SI); aparecen escritas entre corchetes [ ]
después de su escritura en US
Esta designación indica que las unidades de
las dimensiones de ingeniería están escritas
primero en sistema común americano, (US)
Así:
O así:
¡EN LOS DOCUMENTOS CONTRACTUALES DEBE DEFINIRSE ALGUNA DE LAS DOS
DESIGNACIONES, CON EL FIN DE SABER EN QUÉ SISTEMA SE MANEJARÁN LAS
UNIDADES!

Interpretación de la Designación
de un Estándar del Comité D1
AWS D1 .X / D1 .X M : 2XXX
Año de Edición del Estándar
American Welding Society: Sociedad Americana de Soldadura
Comité de Soldadura Estructura de AWS
Un dígito (del 1 al 9) para identificar específicamente
el Estándar de Soldadura Estructural
Indica que las unidades de
ingeniería están en sistema
internacional (SI)

DIMENSIÓN En Sistema Común Americano (US) En Sistema Internacional (SI)
Longitud Pulgadas (in.) Milímetros (mm)
Área Pulgada cuadrada (in2) Milímetros cuadrados (mm2)
Temperatura Grados Fahrenheit (°F) Grados Celsius (°C)
Fuerza Libras-fuerza (lbf) Newtons (N)
Resistencia a la
Tracción
Libras por pulgada cuadrada, lbf/in2
(psi)
Megapascales, MPa (N/mm2)
ALGUNAS DIMENSIONES COMUNES EN LA
TECNOLOGÍA DE LA SOLDADURA
AWS D1.X:2YYY AWS D1.XM:2YYY

AWS (American Welding Society)
1. AWS D1.1/D1.1M:2015 Structural Welding
Code-Steel
Última edición del código para la soldadura
de estructuras en aceros al carbono y baja
aleación cuando el espesor del metal base
es superior a 1/8” (3 mm).

D1.1/D1.1M: 2015, Structural Welding Code-Steel
Esencial para todo el personal involucrado en la
fabricación de estructuras de acero por soldadura:
Ingenieros
Detallistas
Fabricantes
Montaje
Inspectores

D1.1/D1.1M: 2015, Structural Welding Code-Steel
Explica con detalle los requisitos para:
Diseño
Procedimientos
Calificaciones
Fabricación
Inspección y
Reparación
de elementos estructurales en platina y tubería que están
sometidos o a esfuerzos estáticos o a esfuerzos cíclicos

Clausula 1. Requisitos Generales
Clausula 2. Diseño Conexiones Soldadas
Clausula 3. Precalificación de WPSs
Clausula 4. Calificaciones
Clausula 5. Fabricación
Clausula 6. Inspección
Clausula 7. Soldadura de Pernos (Stud Welding)
Clausula 8. Enderezamiento y Reparación de
Estructuras ya Existentes
Clausula 9. Estructuras Tubulares
D1.1/D1.1M: 2015,
Structural Welding Code-Steel

Clausula 4. Calificaciones
Parte A- Requisitos Generales
Parte B- Calificación de la WPS
Parte C- Calificación del Desempeño
Parte D- Requisitos para el Ensayo CVN
D1.1/D1.1M: 2015,

Clausula 9. Estructuras Tubulares
Parte A- Diseño de Conexiones Tubulares
Parte B- Precalificación de WPSs
Parte C- Calificación de WPSs
Parte D- Calificación del Desempeño
Parte E- Fabricación
Parte F- Inspección
D1.1/D1.1M: 2015,

2. D1.2/D1.2M: 2014, Structural Welding
Code-Aluminum
Reúne las reglas y regulaciones necesarias para el
empleo de los procesos GMAW, GTAW, soldadura
por arco de plasma (PAW) y soldadura de
espárragos (SW) de las estructuras en aluminio no
tubulares dinámica o estáticamente cargadas, así
como las estructuras tubulares.

Code-Sheet Steel [En Colombia NTC 5401]
Cubre la soldadura en aceros al carbono y de baja
aleación cuando el espesor nominal del material
base es:
igual a ó menor de 3/16” (4.8 mm).
[Pisos metálicos, paneles, bandejas de
almacenamiento, escaparates, etc]

Code-Sheet Steel
Incluye:
• Cálculo de cargas admisibles
• Detalles de las uniones soldadas
• WPSs precalificados
• Calificación de procedimientos de soldadura y
soldadores
• Soldadura de pernos

AWS D1.3/D1.3M:2008 [NTC 5401]

Code-Reinforcing Steel [En Colombia NTC 4040]
Cubre la soldadura de acero de refuerzo para concreto.
 Esfuerzos permisibles
 Inspección
 Calificación de Procedimientos de Soldadura y Soldadores
 Detalles estructurales
 Detalles de las Juntas
 Requisitos de la Habilidad
 Técnica

AWS D1.4/D1.4M:2011 (NTC 4040)

5. D1.5M/D1.5:2010 Bridge Welding Code
Contiene los requerimientos de la AASHTO (American
Association of State Hihgway and Transportation
Officials) para la fabricación de puentes por soldadura
en aceros al carbono y de baja aleación.
Cubre lo referente a inspección, calificación, detalles
estructurales, soldadura con espárragos, detalles de
las juntas soldadas, requisitos de habilidad y otros.

Code-Stainless Steel
Cubre los requerimientos aplicables para la
soldadura de estructuras en acero inoxidable.
 GTAW, SMAW, FCAW, SAW y SW
 WPS precalificados para aceros inoxidables
austeníticos

Antecedentes
Sismo en Costa Rica, 8 de Enero del 2009

El terremoto de Northridge en California ocurrido el 17 de Enero de
1994, de una magnitud de 6.7 causó la muerte de 72 personas,
9.000 heridos y daños por US$ 20 billones.
Antecedentes

Antecedentes
• Causó un daño inesperado a un gran número de uniones soldadas.
Incluso encontrándose roturas frágiles!!!.
El terremoto de Northridge cambió la forma en que Soldamos

Antecedentes
• Federal Emergency Management Agency (FEMA) realizó
una gran cantidad de investigaciones a corto y largo plazo
dirigidos a resolver los problemas asociados a las “welded
steel moment-frame connections”.
• Diferentes documentos fueron publicados como resultado
de estas investigaciones. Incluido el FEMA 353
• FEMA propuso una variedad de recomendaciones y guías
para aseguramiento de la calidad dirigidas a diferentes
tópicos:
 Diseño Estructural
 Diseño de conexiones
 Detalle de las conexiones
 Materiales: Materiales base y materiales de soldadura.
 Realización de los trabajos
 Inspecciones
•

Nuevos Estándares
• Mientras FEMA desarrollaba sus recomendaciones, el American Institute
of Steel Costrucction (AISC) y la American Welding Society (AWS)
comenzaron a evaluar y revisar sus especificaciones para incorporar las
investigaciones posteriores a Northridge sobre construcciones de acero.
•AWS desarrolló el AWS D1.8
Seismic Supplement.
•AISC realizó una serie de
actualizaciones para
requerimientos sísmicos, y
elaboró nuevas ediciones de
sus estándares.
• La mayoría de los cambios realizados a los estándares de AISC y
AWS fueron resultado directo del trabajo patrocinado por FEMA.

AWS D1.8
• Individualmente, no puede ser usado
para diseñar, fabricar, montar e
inspeccionar estructuras diseñadas que
soportan cargas sísmicas.
• Se usa junto con otros documentos de
construcción, especificaciones y códigos.
• No contiene todos los requerimientos
relacionados con la soldadura.
• Tiene la misma relación con las
especificaciones AISC que el AWS D1.1
• Se entiende para ser usado en
estructuras de acero donde el D1.1
aplica. O sea, es un suplemento!!!.

AWS D1.8- Definiciones
• SLRS- Seismic Load Resisting System.
Conjunto de elementos estructurales en el edificio que resisten cargas sísmicas.
Ejemplos: Columnas, vigas, apoyos.
• Zona Protegida-
Es aquella porción de un miembro del SLRS en el cual se anticipa que ocurra una
deformación no elástica.
• Tipos de Soldaduras:
1. No son parte del SLRS- No son sísmicas AWS D1.1.
2. Parte del SLRS- Sísmicas AWS D1.8
• Demanda Critica Aplican los requerimientos mas rigurosos
• Demanda no Critica
El Ingeniero tiene que especificar en los documentos del contrato:
La localización de los miembros que son parte de el SLRS,
Las soldaduras de demanda critica
La porción de los miembros que comprometen la zona protegida.

7. D1.8/D1.8M:2009, Structural Welding Code-
Seismic Supplement
Suplemento al AWS D1.1.
Aplicable a juntas soldadas en sistemas resistentes a
cargas sísmicas diseñadas según los Requisitos Símicos
de la AISC.
Cubre controles adicionales muy detallados sobre
materiales, habilidad, ensayos e inspección necesarios
para lograr el grado de desempeño adecuado en la
fabricación de estructuras soldadas en acero sometidas
a condiciones de deformaciones inelásticas inducidas
por terremotos.

D1.7/D1.7M: 2010, Guide for Strengthening
and Repairing Existing Structures
Estructuras que se fabricaron en:
• aceros con resistencia a la fluencia mínima de 100 ksi y
espesor mínimo de 1/8”,
• fundición de hierro e
• hierro forjado.

8. D1.9/D1.9M:2007, Structural Welding Code-
Titanium
Cubre requisitos para el diseño, soldadura por
fusión e inspección de cualquier tipo de
estructura fabricada en Titanio.
Incluye los requisitos para la calificación de los
procedimientos de soldadura y la calificación del
personal

9. D9.1M/D9.1:2012, Sheet Metal Welding
Code
Este es un código para la calificación de
procedimientos, habilidad y requerimientos de
inspección, para soldadura por fusión y
soldadura fuerte, empleada en la fabricación y
montaje de componentes y sistemas no
estructurales en láminas metálicas.

9. D9.1M/D9.1:2012, Sheet Metal Welding
Code
Aplicaciones del código incluyen:
 Sistemas para calefacción, ventilación y aire
acondicionado
 Equipo para procesamiento de alimentos
 Elementos arquitectónicos en lámina metálica

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