El coeficiente de seguridad mínimo requerido de la unión por soldadura durante la carga estática n s representa un coeficiente de tensión permitida y el límite de elasticidad del material de la junta n S = S Y / σ Al o n S = S Y / τ Al .
La seguridad requerida de la unión por soldadura se ve afectada por el método y la calidad del diseño de soldadura (forma y mecanización de la superficie de soldadura, refuerzo y homogeneidad, penetraciones, etc.), por las condiciones de funcionamiento, los requisitos de fiabilidad de la junta y la posible amenaza que pueda suponer para la vida humana en caso de ruptura. Es preciso, además, tener en cuenta muchos otros efectos al definir su valor.
Los procedimientos de cálculo no tienen en cuenta la aparición de posibles fracturas repentinas por fragilización, los cambios en los valores mecánicos provocados por la temperatura o los efectos de la tensión residual. El cálculo sólo define la tensión nominal en una sección concreta y para una carga determinada. Las concentraciones y las tensiones internas no se tienen en cuenta. Considere todos estos factores al definir la seguridad mínima requerida de la junta.
El método de cálculo empleado también debe tener en cuenta el momento en que se especifica el coeficiente de seguridad. Los dos métodos de cálculo de soldaduras con carga estática resuelven el problema de la seguridad de la soldadura de un modo distinto.
Procedimiento de cálculo estándar
La carga de soldadura admitida se compara directamente con la tensión calculada (normal, de corte o resultante) para saber si la soldadura es correcta. Esta comparación se realiza según el tipo y el diseño de la soldadura, y teniendo en cuenta el modo de la carga. Resulta obvio que la seguridad requerida de la soldadura depende del tipo y la dirección de la tensión que aparece en la unión por soldadura. También es necesario especificar distintos coeficientes de seguridad para distintos tipos, formas y diseños de soldadura, así como para varias combinaciones de carga. A continuación se muestra una tabla con los valores de referencia del coeficiente de seguridad mínimo recomendado para los distintos tipos de soldaduras.
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Tipo de soldadura, carga |
n S |
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Soldaduras a tope con carga de tracción |
1.6 ... 2.2 |
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Soldaduras a tope con carga de plegado |
1.5 ... 2.0 |
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Soldaduras a tope con carga de corte |
2.0 ... 3.0 |
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Soldaduras a tope con carga |
1.4 ... 2.7 |
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Soldaduras de empalme en el plano de unión de la pieza |
2.0 ... 3.0 |
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Soldaduras de empalme con carga espacial |
1.4 ... 2.7 |
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Soldaduras en tapones y para acanalado |
2.0 ... 3.0 |
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Soldaduras en tapones (resistentes) con carga de corte |
1.6 ... 2.2 |
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Soldaduras en tapones (resistentes) con carga de desgarramiento |
2.5 ... 3.3 |
Método de tensiones comparativas
Compara la carga de soldadura admitida con la tensión comparativa auxiliar. Esta tensión comparativa se obtiene a partir de las tensiones parciales calculadas por medio de factores de conversión de unión por soldadura. El efecto de los distintos tipos de tensiones que aparecen en la unión por soldadura y que afectan a su seguridad se tienen en cuenta en el coeficiente de seguridad. Sólo necesitará un coeficiente de seguridad común para cualquier tipo, forma y diseño de soldadura, y una combinación arbitraria de carga. El valor mínimo recomendado del coeficiente de seguridad se encuentra dentro del rango n S =<1,25...2>.