Ingeniería Mecánica (Lic.)
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Ítem Texto completo enlazado Elaboración y calificación de un procedimiento de soldadura y calificación de soldadores para el soldeo de planchas antidesgaste Hardox de 500 HB con planchas de acero estructural ASTM A36(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-23) Huamán Torres, Rodnny Ademir; Lean Sifuentes, Paul PedroEl presente documento está enfocado en la elaboración de un procedimiento de soldadura, calificación del procedimiento y calificación de soldadores para poder soldar dos tipos de materiales los cuales son la plancha antidesgaste Hardox y el acero estructural ASTM A36; con ello, se detallan los parámetros necesarios, criterios y recomendaciones dados por los códigos AWS D14.3 - Ed. 2019, AWS B2.1 - Ed. 2021 y el uso del código AWS D1.1 - Ed. 2020, el cual sirve para poder estimar los valores de temperatura de pre calentamiento y temperatura entre pases, ya que la plancha antidesgaste no está listada en dichas fuentes, pero es considerada como acero de alta resistencia que puede trabajar en movimiento de tierra y de manera estructural. Por otro lado, se toma en cuenta los criterios y recomendaciones dados por el fabricante de la plancha antidesgaste para su correcto uso al momento de ser soldado; así como también, se toma en consideración lo recomendado por el mismo fabricante para la elección del material de aporte adecuado con el fin de obtener una adecuada calidad de soldadura frente a los problemas que podrían presentarse al soldar estos dos tipos de materiales diferentes, ya que el soldeo de materiales disímiles siempre ha sido un gran reto para la industria que lo requiere. El caso acotado para el presente documento, una vez planteado el uso correcto de normas, códigos y criterios, es el soldeo de orejas de izaje de acero ASTM A36 sobre planchas Hardox de 500 HB, que forman parte de los liners de molinos, con un tipo de junta en filete, soldado alrededor, pues debido a la exigencia de su aplicación final, que es el transporte e instalación de dichos liners, busca una solución óptima que pueda asegurar una buena junta soldada. Adicionalmente, se contempla un plan de inspección desde la etapa de fabricación o producción hasta la puesta en marcha del trabajo realizado, el cual está basado en las normas, códigos y requerimientos que se describen en el presente trabajo, dando finalmente un correcto procedimiento y la calificación de soldadura para la unión de los materiales descritos.Ítem Texto completo enlazado Comparación de los procesos Smaw y Gtaw/Smaw en soldadura de tuberías con material api 5l x52 para una presión de diseño de 19 bares(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-07-16) Raza Avalos, Giacomo Brando; Rozas Gallegos, Aníbal FreddyEl siguiente trabajo toma como premisa la necesidad de contar con juntas soldadas de calidad para la unión de tuberías que transportan gas natural. La importancia de este trabajo va relacionado a la necesidad de masificar el uso de este hidrocarburo como fuente principal de energía para la población. Se realiza la comparación entre los procedimientos SMAW y mixto GTAW/SMAW para una tubería API 5L X52M de 152 mm. de diámetro y 7.11 mm. de espesor. Estas son dimensiones requeridas para obtener la presión de diseño de 19 bares. El estudio realizado consta de cuatro capítulos. El primer capítulo abarca las teorías fundamentales para la elaboración de este, entre ellos resalta la Norma API 1104, la cual ha sido fundamental para establecer los criterios de aceptación a los dos procedimientos comparados. El segundo capítulo abarca la metodología realizada para poder obtener el WPS preliminar de ambos procedimientos. Se justifica la selección de los electrodos de aportes, corriente, temperatura de precalentamiento, entre otras variables esenciales más. Todo lo anterior considerando las mejores prácticas, recomendaciones de fabricantes y la Norma API 1104. El tercer capítulo toca en mayor profundidad los requisitos establecidos para calificar los procedimientos de soldadura. Se identifica el número de probetas y ensayos a realizar a cada uno de estos. Asimismo, se procede con la soldadura de los cupones el corte de probetas para someterlos a los ensayos requeridos. Finalmente, en el cuarto capítulo se analiza los resultados obtenidos del ensayo y se concluye si las discontinuidades son aceptables o no. Asimismo, se realiza el cálculo y comparación de costos asociados para obtener una junta soldada.Ítem Texto completo enlazado Análisis económico de procedimientos de soldadura para tanque de almacenamiento GLP fabricado de acero SA612 GR. 90(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-03-30) Ríos Cerdán, Diego André; Sakihama Uehara, José Luis HidekiEn el siguiente trabajo se analiza económicamente diferentes procesos de soldadura a fin de determinar la mejor opción para la fabricación en serie de tanques de acero SA612 Gr. 90 para el almacenamiento de 5200 galones de GLP. Además se determina el material de aporte apropiado que sea disponible con proveedores locales. La fabricación es realizada según el con el código ASME Sección VIII División I “Reglas para la construcción de Recipientes a Presión” y para la calificación del procedimiento de soldadura y soldador se utiliza el código ASME Sección IX “Procedimientos para calificaciones de soldadura, soldadura fuerte y fusión”. Los parámetros a usar para conseguir una soldadura sana y reproducible en serie se consiguieron por recomendaciones según el espesor y el diseño de junta, éstos se deben validar con un registro de ensayos a las probetas para verificar las propiedades mecánicas requeridas antes de la producción en serie. Por último, se muestran dos procedimientos de soldadura preliminares para la fabricación del tanque de almacenamiento. El primero procedimiento se usa para la unión virola-virola y virolafondo; el segundo se usará para la última unión virola-fondo.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la influencia de los parámetros del ensayo de tracción en aceros de bajo carbono laminados en caliente(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-11-19) Yong Pasco, Alfredo; Rozas Gallegos, Anibal FreddyEn el presente trabajo se estudió la influencia de los parámetros del ensayo de tracción en los resultados obtenidos para aceros de bajo carbono laminado en caliente. Los parámetros de ensayo son la velocidad de ensayo (controlada por la velocidad de separación de las mordazas o por la velocidad de deformación), la temperatura de ensayo dentro de rangos típicos de variación ambiental y la geometría de la probeta; los resultados estudiados son el esfuerzo de fluencia, el esfuerzo a la tracción y el alargamiento, así como el material empleado fue el acero ASTM A36. Los parámetros de ensayo están dentro de rangos especificados por las normas ASTM A370 - 19, ASTM E8/E8M - 16a e ISO 6892-1:2016, las cuales establecen las condiciones para que los resultados sean repetitivos y reproducibles. Sin embargo, en el presente estudio se ha encontrado evidencia de que, aun respetando las exigencias de las normas de ensayo, los resultados obtenidos varían. En el primer capítulo se proporcionará un enfoque global del ensayo de tracción según las normas anteriormente mecionadas en consideración de una serie de parámetros de ensayo que definen el comportamiento del material de estudio al ser traccionado. En el segundo capítulo se detallará el procedimiento seguido para el ensayo de tracción y en el tercer capítulo se procederá a mostrar y analizar los resultados obtenidos en la campaña experimental realizada en el presente trabajo. Luego de realizada la campaña experimental se encontraron variaciones porcentuales en las propiedades estudiadas teniendo una máxima variación de 21%, lo que comprueba que, aun respetando las exigencias de las normas de ensayo los resultados obtenidos varían.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la soldabilidad de la unión disimilar de un acero estructural ASTM A36 con una aleación de aluminio AA5052-H34(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-13) Moreno Zavala, Guillermo Alejandro; Lean Sifuentes, Paul PedroEn el presente trabajo se estudió la soldabilidad de una unión disimilar formada por el acero estructural ASTM A36 y la aleación de aluminio AA5052-H34. Las uniones disimilares obtenidas no lograron alcanzar la resistencia mecánica mínima indicada en el código AWS B 2.1 que establece que este tipo de uniones como mínimo deben alcanzar 170 MPa de resistencia a la tracción. En esta investigación los mejores resultados obtenidos alcanzaron los 86 MPa de resistencia a la tracción, representando el 50,6% de lo requerido por el código. De los resultados se determinó que no es posible obtener uniones, entre el acero estructural ASTM A36 y la aleación de aluminio AA5052-H34, empleando un solo metal de aporte, pues se presentan problemas de soldabilidad básicamente entre el aporte y el acero. Se hace necesario realizar el proceso de enmantequillado o buttering en el lado del acero mediante el electrodo Cu-8Al. Luego de realizado el buttering, para la elaboración de los cupones de soldadura disimilares se emplearon diversos materiales de aporte y procesos de soldadura en la búsqueda de un procedimiento de soldadura que cumpla con lo estipulado en el código AWS B2.1. Para el desarrollo de este trabajo, se emplearon los procesos de soldadura más comunes en el medio como SMAW, GMAW y GTAW. El procedimiento de soldadura con el que se obtuvieron las mejores propiedades mecánicas fue el realizado mediante el buttering a cinco pasadas mediante el proceso SMAW (62 A, 25 V) y realizando la unión con el proceso GMAW usando un aporte de Al-5Si (15.4 V, 105 A). Estas uniones no cumplieron lo requerido por el código en resistencia mecánica, ni en el ensayo de doblado, pues durante ambos ensayos se produce desprendimiento del buttering y el metal de aporte. En el barrido de durezas realizado a la sección transversal del cordón, en las uniones mencionadas, se apreció que no existe mayor variación en los valores de dureza encontrados en las ZAC de ambos metales, lo que demuestra que se evitó la formación de zonas duras.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de la resistencia a la corrosión de uniones soldadas de acero inoxidable mediante proceso GTAW y material de aporte tubular(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-06-12) Camacho Medina, Bruno Alberto; Rumiche Zapata, Francisco AurelioLa presente investigación tiene como objetivo comprobar la factibilidad de uso de una varilla material de aporte, de geometría tubular, en el proceso de soldadura de un acero inoxidable AISI 316L mediante soldadura GTAW. Se elimina de esta manera la necesidad de uso de gas de protección en algunas de las etapas del proceso generando asi un ahorro considerable en la utilización de gas de protección. Para lograr tal cometido, se ha efectuado ensayos electroquímicos para comparar la resistencia a la corrosión de uniones soldadas con material de aporte convencional y el propuesto en esta investigación. Todas las muestras fueron sometidas a ensayos de obtención de potencial de corrosión en circuito abierto y a ensayos potenciodinámicos. Se hallaron así valores como intensidad de corrosión y velocidad de penetración de corrosión. En base a los resultados obtenidos se ha podido caracterizar cualitativamente las propiedades de la capa pasiva del material. Además de los ensayos electroquímicos, se ha realizado también ensayos de metalografía para poder caracterizar la microestructura de las muestras. Los resultados indican que no existe una pérdida de propiedades anticorrosivas de la unión soldada empleando el material de aporte tubular, todas las microestructuras observadas son adecuadas y los valores obtenidos de velocidad de corrosión e intensidad de corrosión son aceptables, tomando como referencia el metal base AISI 316L cuyos valores de Intensidad de corrosión y velocidad de penetración de corrosión son respectivamente 3,985 mg/cm2*y y 5,006 um/y (obtenidos en la presente investigación) comparados contra los valores del cordón de soldadura del aporte TG-X 316L 1,881 mg/cm2*y y 2,363 um/y y los valores del material de aporte convencional ExsaTIG2010Mo 2,075 mg/cm2*y y 2,606 um/y, se observa que los valores del material de aporte tubular son tan buenos como los obtenidos para las soldaduras realizadas con material de aporte convencional. Se concluye que es factible la utilización de este material de aporte, particularmente, su mejor utilidad está enfocada en la soldadura de tuberías y tanques, generando así un ahorro considerable en la utilización de gas de protección.Ítem Texto completo enlazado Estudio de la soldabilidad de la unión disimilar de un cobre con 5 % de Zn con acero estructural ASTM A36(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2014-05-16) Ramos Llerena, Ricardo André; Lean Sifuentes, Paul PedroDebido a la poca práctica en el soldeo y obtención de uniones disimilares (materiales de diferente composición química y propiedades mecánicas), los conocimientos sobre estos tipos de uniones son muy reducidos en comparación con las uniones similares. El problema principal de este tipo de uniones es que las características de cada unión son muy particulares según los metales bases que se quieran unir y el material de aporte que se use. En el presente trabajo se estudió la soldabilidad de una unión disimilar formada por una aleación de Cu-5Zn y acero estructural ASTM A36, ambos de 3,0 mm de espesor. El proceso de soldeo empleado fue SMAW. Luego de ensayos previos, se obtuvieron uniones soldadas con propiedades mecánicas satisfactorias empleando como aportes (electrodos) ECuSn-A (Cu-6Sn) y ECuSn-C (Cu-9Sn-3Ni). Las uniones soldadas obtenidas con ambos aportes, fueron ensayadas a tracción, rompiendo en el metal Cu-5Zn. Estas uniones presentan una resistencia máxima a tracción promedio que varía entre el 80% y 84% de la resistencia del metal base Cu-5Zn. Las uniones obtenidas con el aporte ECuSn-C alcanzan una resistencia a la tracción de 243 MPa; mientras que, las uniones obtenidas con el aporte ECuSn-A logran alcanzar 234 MPa. Los valores de elongación (ductilidad) obtenidos a través del ensayo de tracción muestran que con ambos aportes se alcanzan valores muy similares (22 %). De los ensayos de microdureza Vickers realizados, se aprecia que no existe mayor diferencia en los valores de dureza encontrados en ambas ZACs y metales de aporte. De acuerdo a los resultados encontrados en la presente tesis, se recomienda el empleo del aporte ECuSn-C (Cu-9Sn-3Ni) para las uniones soldadas mediante el proceso SMAW entre el acero estructural ASTM A36 y la aleación Cu-5Zn, ambos de 3,0 mm de espesor. Este aporte presenta un costo que es un 8% menor que el aporte ECuSn-A (Cu-5Sn); además, que las uniones presentan un mejor acabado superficial.Ítem Texto completo enlazado Evaluación de los procesos de soldadura TIG con y sin material de aporte en planchas de acero estructural(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011-06-13) Pajuelo Céspedes, Jorge ElíasEl presente trabajo muestra el estudio comparativo del proceso de soldadura GTAW, más conocido como TIG, empleado en la unión de planchas de dos milímetros de espesor, de acero estructural ASTM A36. El objetivo principal de esta tesis es el de comparar las características y propiedades de las uniones soldadas con y sin material de aporte utilizando el proceso GTAW. Para el estudio se hicieron cuatro cupones, dos sin material de aporte con una y dos pasadas, y los otros dos cupones empleando el aporte ER70S6 con una y dos pasadas. El estudio de las características y propiedades de los cupones soldados se realizó a través de ensayos de tracción, ensayos de microdureza Vickers, ensayos de doblado y por último metalografía y caracterización microestructural a las probetas obtenidas de los cupones soldados y del material base utilizado. En los ensayos de tracción los resultados de las probetas soldadas sin material de aporte con una pasada alcanzaron ligeramente mayores valores en esfuerzo máximo, en esfuerzo de fluencia y en elongación. En los ensayos de microdureza Vickers las probetas sin material de aporte alcanzaron durezas en el centro de la soldadura similares las probetas soldadas con material de aporte. En los ensayos de doblado, tanto de cara como de raíz, todas las probetas pasaron las pruebas. Sobre la base de los resultados obtenidos se concluyó que para este caso de unión de planchas de acero ASTM A36 de 2 milímetros de espesor mediante soldadura GTAW, se puede utilizar cualquiera de los dos métodos, con material de aporte o sin material de aporte. El proceso sin material de aporte con una sola pasada resulta más ventajoso, pues cumple con las propiedades mecánicas requeridas alcanzando excelentes valores y es beneficioso porque disminuye costos al no utilizar material de aporte y al aumentar la velocidad de soldeo.