Determinación de los esfuerzos residuales en uniones soldadas a tope a través de la teoría de Masubushi

Abstract

La mayoría de los elementos de máquinas poseen detalles geométricos en los que el valor del esfuerzo se incrementa ante la presencia de una muesca o en cualquier cambio brusco de sección; esto se complicaría si los elementos necesitaran ser ensamblados o reparados por soldadura, ya que está demostrado que cuando se utiliza algún proceso de soldadura; como el de soldadura a tope, de arco eléctrico con electrodo revestido como material de aporte, que es uno de los métodos industriales más comunes, puede traer alteraciones en los materiales. Numerosos autores coinciden en sus análisis de la problemática al igual que en este trabajo por lo que es importante considerar sus consecuencias nocivas. Lo que se desea con la realización de este estudio es predecir los esfuerzos residuales teóricamente, experimentalmente y mediante el método de los elementos finitos (MEF), aplicando la teoría de Masubushi, para aumentar los niveles de confiabilidad funcional de tales elementos, asegurando que los mismos no sean susceptibles a fallas bajo condiciones de operación que puedan preverse en forma razonable. Aunque está claro que los cordones de soldadura en la realidad no sólo están sometidos a cargas de tracción, en esta investigación se consideró sólo la presencia de este tipo de carga, debido a que estadísticamente está demostrado que las cargas de tracción es la mayor causa de falla de estos elementos. De las consideraciones hechas en este estudio [6], se puede concluir que los esfuerzos residuales serán iguales al límite de fluencia del material, una vez que el elemento ha sido sometido a un proceso de soldadura a tope (SMAW). Con este estudio se ofrece una herramienta útil que permite realizar diseños confiables, seguros, duraderos, económicos y eficientes de juntas soldadas sometidas a cargas estáticas de tracción.