EVENTO DE CAPACITACIÓN PARA SOLDADORES-CALI- ABRIL DE 2016 NOVEDADES EN SOLDADURA ESTRUCTURAL Refuerzo del Concreto Algunas Aplicaciones Estructurales Estructuras Estáticas en Acero al Carbono 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). Tipos de Carga • 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. Los esfuerzos (o resistencia) sobre un material pueden ser de diferentes tipos: tracción, compresión, corte, flexión y torsión. Estándares del Comité de Soldadura Estructural de AWS: D1 D1.1/D1.1M:2015 Structural Welding Code-Steel Slide 6 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 D1.4/D1.4M:2011 Structural Welding Code-Reinforcing Steel Slide 7 ASSHTO/AWS D1.5M/D1.5:2015 Bridge Welding Code D1.6/D1.6M:2007 Structural Welding Code-Stainless Steel Estándares del Comité de Soldadura Estructural de AWS: D1 D1.7/D1.7M:2010 Guide for Strengthening and Repairing Existing Structures Slide 8 D1.8/D1.8M:2009 Structural Welding CodeSeismic Suplement D1.9/D1.9M:2015 Structural Welding CodeTitanium 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? Ejemplo: AWS D1.1/D1.1M:2015 Así: AWS D1.1:2015 Esta designación indica que las unidades de las dimensiones de ingeniería están escritas primero en sistema común americano, (US) O así: AWS D1.1M:2015 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 ¡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 American Welding Society: Sociedad Americana de Soldadura Comité de Soldadura Estructura de AWS Indica que las unidades de ingeniería están en sistema internacional (SI) AWS D1 .X / D1 .X M : 2XXX Un dígito (del 1 al 9) para identificar específicamente el Estándar de Soldadura Estructural Año de Edición del Estándar ALGUNAS DIMENSIONES COMUNES EN LA TECNOLOGÍA DE LA SOLDADURA AWS D1.X:2YYY AWS D1.XM:2YYY 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) 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 D1.1/D1.1M: 2015, Structural Welding Code-Steel 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, Structural Welding Code-Steel 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 AWS (American Welding Society) 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. AWS D1.2/D1.2M: 2014 AWS D1.2/D1.2M: 2014 AWS D1.2/D1.2M: 2014 AWS (American Welding Society) 3. D1.3/D1.3M: 2008, Structural Welding 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] AWS (American Welding Society) 3. D1.3/D1.3M: 2008, Structural Welding 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] AWS (American Welding Society) 4. D1.4/D1.4M: 2011, Structural Welding 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) AWS (American Welding Society) 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. AWS D1.5M/D1.5:2010 AWS (American Welding Society) 6. D1.6/D1.6M: 2007, Structural Welding 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 AWS D1.6/D1.6M:2007 Antecedentes Sismo en Costa Rica, 8 de Enero del 2009 Antecedentes 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 • 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. •AISC realizó una serie de actualizaciones para requerimientos sísmicos, y elaboró nuevas ediciones de sus estándares. •AWS desarrolló el AWS D1.8 Structural Welding CodeSeismic Supplement. • 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 ProtegidaEs 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 • Demanda Critica • Demanda no Critica AWS D1.8 Aplican los requerimientos mas rigurosos 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. AWS (American Welding Society) 7. D1.8/D1.8M:2009, Structural Welding CodeSeismic 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. AWS (American Welding Society) 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. AWS (American Welding Society) 8. D1.9/D1.9M:2007, Structural Welding CodeTitanium 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 AWS (American Welding Society) 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. AWS (American Welding Society) 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 D9.1M/D9.1:2012