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Soldadura

Contracción en soldadura de una junta a tope

En resumen

La contracción transversal de una junta a tope se estima con S = 0,2·Aw/t + 0,05·g, con Aw la sección del metal depositado, t el espesor y g la separación de raíz. La contracción longitudinal es ΔL = 0,025·Aw·L/Ap, con L la longitud del cordón y Ap la sección resistente de las chapas.

Cálculo

Ejemplo calculado con los valores por defecto de la herramienta.

Datos

Junta
Chaflán en V
Espesor
10 mm
Ángulo del chaflán (total)
60°
Talón
2 mm
Sobreespesor
2 mm
Separación de raíz
2 mm
Longitud del cordón
1000 mm
Ancho total de las chapas unidas
400 mm
Número de juntas en serie
1

Resultados

Contracción transversal
1,54 mmlas chapas se acercan

Ejemplo resuelto

Todos los valores de esta sección son los del ejemplo, calculado con los valores por defecto de la herramienta.

Otros resultados del ejemplo

Contracción transversal de una junta
1,54 mm
Contracción longitudinal
0,45 mmen 1000 mm de cordón
Contracción longitudinal por metro
0,45 mmpor metro de cordón
Sección depositada Aw
71,9mm²
Predeformación recomendada
+1,5 mmCorta las piezas 1,5 mm más largas (o separa las chapas 1,5 mm más por junta antes de puntear), puntea firme y suelda a paso de peregrino o alternando caras. Contradeforma el chaflán en V en la deformación angular medida en una prueba.
  • Solo orden de magnitud: relaciones empíricas de manual, sin cálculo térmico ni mecánico. El embridamiento, la secuencia de soldeo, el número de pasadas y el aporte térmico cambian bastante el resultado; valídalo en una muestra.
  • La relación de Spraragen-Ettinger se estableció para una junta a tope de una pasada; en multipasada la contracción sigue creciendo con el metal depositado, así que el resultado es una estimación baja.
  • Deformación angular no calculada: no se ha encontrado ninguna constante pública verificada. Un chaflán asimétrico o en V (soldeo por un solo lado) hace girar las chapas: prevé una X simétrica o compruébalo en una prueba.
  • Valores orientativos: no sustituyen a la WPS cualificada ni a una prueba en muestra.

Cálculo detallado

  1. Sección del metal depositado

    Aw = g·t + d²·tan(α/2) + (2/3)·W·h

    57,0 + 15,0 = 71,9 mm² (d = 8,0 mm, W = 11,2 mm)

  2. Contracción transversal (Spraragen-Ettinger)

    S = 0,2·Aw/t + 0,05·g

    0,2 × 71,9 / 10,0 + 0,05 × 2,0 = 1,54 mm

  3. Sección resistente

    Ap = ancho × t

    400 × 10,0 = 4000 mm²

  4. Contracción longitudinal (forma de área)

    ΔL = 0,025·Aw·L/Ap

    0,025 × 71,9 × 1000 / 4000 = 0,45 mm

Cómo se usa

  1. Elige la junta: chaflán en V, chaflán en X o sección Aw conocida.
  2. Introduce el espesor, el ángulo total del chaflán, el talón y el sobreespesor.
  3. Introduce la separación de raíz, la longitud del cordón y el ancho total de las chapas unidas.
  4. Indica el número de juntas en serie y lee la contracción transversal.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la contracción en soldadura?

La contracción transversal sigue la relación empírica de la familia Spraragen-Ettinger / Blodgett: S = 0,2·Aw/t + 0,05·g, en mm. La contracción longitudinal sigue la forma por secciones: ΔL = 0,025·Aw·L/Ap, con Ap = ancho × t. Con varias juntas en serie, la contracción transversal se suma: S_total = n × S.

¿Cuánto contrae una soldadura a tope en V de 10 mm?

Con una chapa de 10 mm, una V de 60°, un talón de 2 mm, una separación de raíz de 2 mm y 2 mm de sobreespesor, la sección depositada es Aw = 71,9 mm². La contracción transversal es 0,2 × 71,9 / 10,0 + 0,05 × 2,0 = 1,54 mm. En 1000 mm de cordón y 400 mm de ancho de chapa (Ap = 4000 mm²), la contracción longitudinal es de 0,45 mm.

¿Qué margen hay que dejar por la contracción por soldadura?

El cálculo propone cortar las piezas más largas en la contracción transversal total (+1,5 mm en el ejemplo), o separar más las chapas antes de puntear en la contracción de una junta, por junta, y luego puntear con firmeza y soldar a paso de peregrino o alternando las caras.

¿Da la deformación angular?

No: no se ha encontrado ninguna constante pública verificada para la deformación angular. Una V soldada por un solo lado hace girar las chapas: plantéate una X simétrica, o predeforma con la deformación angular medida en una prueba.

Límites

Resultados orientativos, solo un orden de magnitud: relaciones empíricas de manual, sin análisis térmico ni mecánico. La embridación, la secuencia de soldeo, el número de pasadas y el aporte térmico cambian mucho el resultado; valídalo en una probeta. La relación transversal está establecida para una junta a tope de una pasada: en multipasada, el resultado es una estimación baja. Por debajo de 3 mm domina el pandeo y estas relaciones subestiman la deformación.

Fuentes

Actualizado el · Editor: The Level Code

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