El presente proyecto se realizó en el área de mantenimiento de la empresa Trucks and Motors del Perú SAC, ubicada en la carretera Panamericana Norte Km. 777 en la ciudad de Chiclayo. La empresa se dedica al servicio de transporte de carga pesada a nivel nacional e internacional. Para ello, cuenta con flota propia (tractos y remolques) y un área de mantenimiento encargada de realizar los mantenimientos de los mismos. Según el análisis del periodo 2010 - 2013 se evidencia pérdida por remolques no habilitados por la suma de S/ 1 566 791,00 a causa de tiempo de trabajo adicional y reprocesos. Sin embargo, mayor pérdida por unidades paradas se presenta en actividades de soldadura que asciende a S/ 1 398 654,00. De lo cual, el mantenimiento del sistema de suspensión mecánica muestra mayor pérdida por reprocesos S/ 296 325,00 y S/ 1 108 475,00 por unidades no operativas por demoras en el proceso de soldado. Actualmente, la sub área de soldadura está encargada de la recuperación de unidades siniestrada y la reestructuración del remolque. A pesar de ello, existe mayor incidencia de reprocesos y tiempos improductivos en el proceso de soldado del sistema de suspensión mecánica, y como consecuencia en el período 2010- 2013 se presenta 153 casos de remolques no operativos al momento de la programación de un servicio, generando para la empresa pérdidas por servicios no ejecutados, pérdida por remolques no habilitados y pérdida por mano de obra adicional, gastos adicionales en el mantenimiento del sistema de suspensión mecánica del remolque. Los resultados del diagnóstico del proceso actual de soldado en el sistema de suspensión mecánica del remolque evidencian que en el año 2013 la programación del mantenimiento se cumplió al 82,6%. El índice de productividad por recursos empleado es de 31,9 %, 82,7 % resultó la velocidad de la producción, la calidad de la junta soldada es de 77,5 % debido a reprocesos de juntas soldadas, el gasto por mano de obra representa el 66,7 % del gasto total de mantenimiento del remolque. En el caso, del material de aporte su eficiencia en una junta soldada (electrodo) resultó 87,5 % a causa que la deposición del electrodo es de manera convencional y la merma representa la octava parte del material solicitado teniendo una pérdida por merma de S/ 5 136.08. En efecto, se determina que el proceso de soldado actual es ineficiente perjudicando económicamente a la empresa. La presente investigación plantea la metodología “proceso de mejoramiento continuo – PMC” en el proceso de soldado y simula el proceso de soldadura Gas Metal Arc Welding - GMAW en la reparación de los balancines y templadores del sistema de suspensión en el remolque con la finalidad de aumentar la producción anual, optimizar los recursos utilizados, estandarizar el tiempo de trabajo, minimizar los gastos de mantenimiento; y reducir la pérdida por remolque no habilitados como la merma del material de aporte. Finalmente, se realiza la evaluación económica y el análisis del costo - beneficio del modelo de mejora de procesos propuesto dando por resultado la viabilidad del proyecto a ejecutar.

La presente tesis tuvo como objetivo desarrollar e implementar un algoritmo que permita realizar el diseño de carcasas soldadas de cajas reductoras de engranajes cilíndricos. Se realizó una revisión del estado del arte de carcasas soldadas de cajas reductoras, lo cual permitió tipificar los modelos de este tipo de carcasas a considerar en este estudio. Se constató que el diseño de la carcasa se realiza en función de la geometría de los componentes que aloja y de las cargas que soporta, sin embargo, no se encontró un método confiable para el cálculo del espesor de pared de la carcasa. Para determinar este espesor se desarrolló un procedimiento basado en expresiones analíticas y en resultados de simulación numérica. El procedimiento permite calcular el espesor de la plancha lateral y determinar el tipo de nervio rigidizador a emplearse, considerando un factor de seguridad igual a 2. Se pudo apreciar que la zona crítica de la carcasa corresponde al nervio rigidizador que se encuentra ubicado en el alojamiento del árbol de salida. Este procedimiento fue incorporado dentro de un algoritmo que se implementó para dimensionar carcasas soldadas de cajas reductoras de dos y tres etapas. Los datos de entrada del algoritmo son las dimensiones principales de los componentes internos y las cargas sobre los apoyos de los rodamientos, ofreciendo como resultados de salida todas las dimensiones de la carcasa y su modelo 3D. El algoritmo se implementó en el software Autodesk Inventor, el cual cuenta con la plataforma de programación Visual Basic for Applications (VBA), lo que permitió realizar algunas pruebas mediante ejemplos de aplicación. Las pruebas realizadas permiten concluir que el algoritmo propuesto es viable para el diseño de carcasas soldadas de cajas reductoras de dos y tres etapas.

La soldadura es una actividad compleja. Metodológicamente estudiada y aplicada, puede producir resultados técnicamente adecuados y económicamente beneficiosos. La soldadura brinda soluciones en fabricación, reparación y mantenimiento de infraestructura y equipos. Esta tesis presenta un análisis de tres casos en los cuales la aplicación de conocimientos y estandarización existente, permite resolver el problema generado permitiendo un desempeño adecuado del equipo en servicio y a su vez el ahorro de considerables cantidades de tiempo y dinero para los ejecutantes.

Con la finalidad de verificar la soldabilidad de las barras corrugadas de acero para concreto reforzado BELGO 60, de fabricación brasilera, de acuerdo con los requerimientos de las normas ASTM A 615 y ASTM A 706, se plantea el presente trabajo. Estas barras son de acero de media aleación para concreto reforzado orientadas a aplicaciones donde las propiedades mecánicas y la composición química están limitadas por los requerimientos de la norma. Este estudio tuvo como objetivo establecer procedimientos de soldadura para barras corrugadas de acero para concreto reforzado BELGO 60, para lo cual se siguió las recomendaciones del código ANSI/AWS D1.4 - 2005. El tipo de junta estudiado es la Junta Directa a Tope – Soldadura de Canal en V Simple, posición de soldadura 1G, los diámetros de las barras objeto de este estudio son: a) 3/8”, b) 5/8”, c) 3/4” y d) 1”. Los ensayos realizados a las uniones soldadas fueron: - Según requerimientos del código: inspección visual, tracción y macroataque. - Complementarios: barrido de durezas y micrografía. Luego del estudio se concluye que las barras corrugadas de acero para concreto reforzado BELGO 60, cumplen con los requerimientos de las normas ASTM A 615 y ASTM A 706, así mismo pueden ser unidas por soldadura siguiendo los procedimientos de soldadura propuestos, teniendo en cuenta las siguientes recomendaciones: a) Emplear una técnica de soldeo oscilante, que permita realizar la unión en el menor número de pasadas, para garantizar un adecuado aporte de calor. b) Inmediatamente después de terminar la soldadura de la unión cubrir la junta para reducir la velocidad de enfriamiento y prevenir la formación de estructuras duras como la martensita.

En el presente trabajo se evaluó la especificación de procedimiento de soldadura para la unión disímil entre una brida y una tubería de materiales API 5L X70 PSL1 y ASTM A707 L5 F65 (no homologado por ASME) respectivamente, ambas de 24 pulgadas de diámetro y 21.5 milímetros de espesor. Los procesos de soldadura empleados fueron GTAW y SMAW, el primero para el pase de raíz y el segundo para los pases de relleno. El objetivo general de la tesis es el de calificar el procedimiento de soldadura para la unión entre la brida y la tubería antes mencionadas, con la finalidad de asegurar su implementación en el sistema de transporte de gas natural por ductos. La caracterización de los materiales base se realizó a través de ensayos de análisis químico y de tracción. El análisis químico reveló que el acero ASTM A707 L5 F65 presenta variaciones con respecto a la composición química nominal del acero ASTM A707 L5 Cl4, particularmente, en los porcentajes en peso de manganeso y molibdeno. Asimismo, se realizaron ensayos de calificación del procedimiento de soldadura. Del cupón soldado se extrajeron dos probetas para ensayos de tracción, cuatro probetas para ensayos de doblez lateral y nueve probetas para ensayos de impacto. En los ensayos de tracción la fractura se presentó en el material base y los esfuerzos máximos obtenidos fueron ligeramente mayores al esfuerzo de tracción de la junta soldada, los ensayos de doblado no revelaron defectos relevantes y en los ensayos de impacto los valores de energía absorbida por el material fueron mayores al mínimo establecido por la especificación técnica API 5L. Por otro lado, se realizaron ensayos de inspección visual y de macrografía, los cuales no revelaron discontinuidades en el cordón que afectaran la calidad del mismo. Sobre la base de los resultados obtenidos se concluyó que, según lo estipulado en el código ASME sección IX, el procedimiento de soldadura propuesto se encuentra calificado y, por consiguiente, la ejecución del cordón de soldadura entre la brida y la tubería mencionadas debe realizarse en función de dicho procedimiento.

The present master thesis is dealing with the influence of workpiece temperature in the process loads, generated during the FSW process. The investigation is focused on welding of the magnesium alloy AZ31. To affect the initial temperature of the joining members, two different methods are investigated. by using a laser, the material is heated and soften local direct in front of the welding tool. In contrast, a heating element, located beneath the workpieces, enable the heating of a laser area. The consequences of both methods are regarded and compared in the investigation. In addition, the comparison to the conventional welding process is made. Thereby, main aspects are the rached load levels as well as surface appearance and tensile properties. the successfully reduction of process forces is obtained for both procedures; however, the tensile properties got worse. / Das Anliegen dieser Arbeit ist es, den Einfluss der Ausgangstemperatur der zu fügenden Teile auf die für den Rührreibprozess charakteristischen Belastungen zu erarbeiten. Fokus der Untersuchungen lag dabei auf dem Fügen der Magnesiumbasislegierung AZ31. Die Erhöhung der Grundtemperatur der Werkstoffe wurde dabei auf zwei unterschiedliche Weisen erzeugt. Zum einen das lokale aufwärmen und Erweichen der Fügepartner, welches durch den Einsatz eines Lasers erreicht wurde, der direkt vor dem Schweißwerkzeug angebracht war. Die andere Methode beinhaltete das Einsetzen eines Heizelementes unter den Werkstoffen. Dadurch wurde eine gleichmäßige Erwärmung über die gesamte Fläche erreicht. Im Verlauf der Untersuchung wurden die Ergebnisse beider Methoden betrachtet und hinsichtlich der Prozesskräfte sowie Oberflächenbeschaffenheit und Festigkeitseigenschaften verglichen. Dazu wurden auch Schweißungen des konventionellen Rührreibschweißverfahrens herangezogen. Als Ergebnis konnte eine deutliche Verringerung der Prozesskräfte für beide Verfahren festgestellt werden. Allerdings war eine Verschlechterung der Festigkeitswerte zu beobachten. / Tesis

En el presente trabajo de investigación se evaluó la influencia del porcentaje de FeTi en el revestimiento de electrodos de soldadura, sobre la microestructura, la resistencia al desgaste, y la dureza de recubrimientos duros base Cr. El porcentaje de FeTi (45% de concentración) en el revestimiento de los electrodos estuvo en el rango de 0 a 6.85%. Los electrodos fueron empleados para depositar capas de recubrimiento sobre sustratos de acero ASTM A-36 empleando el proceso SMAW. La microestructura de los recubrimientos fue evaluada mediante técnicas metalográficas y microscopia electrónica de barrido. Para la determinación de la dureza se empleó el método Vickers. La resistencia al desgaste de los recubrimientos fue evaluada mediante el ensayo de desgaste continuo por abrasión e impacto y el ensayo de desgaste por abrasión de rueda de caucho y arena (ASTM G 65-04). Los resultados indican que los porcentajes de carburo de titanio, austenita retenida, y martensita, en la microestructura de los recubrimientos, varían con el contenido de FeTi. No se aprecia una variación significativa en la dureza asociada al porcentaje de FeTi debido al efecto compensatorio que ejerce el porcentaje de las fases observadas. En relación a la resistencia al desgaste, altos porcentajes de FeTi (5 y 6.85%) generan un ligero incremento en la resistencia al desgaste abrasivo. / Trabajo de investigación

En los últimos años, el uso de estructuras metálicas con perfiles tubulares ha experimentado un notable aumento debido a su comportamiento estructural y su aspecto estético en las construcciones. Como resultado, se han desarrollado normativas para regular el dimensionamiento y comportamiento de las uniones de este tipo de perfiles estructurales. Los programas de análisis por elementos finitos se han convertido en herramientas poderosas para simular y optimizar el comportamiento de las estructuras. En este trabajo, se presenta un estudio numérico de uniones soldadas tipo K con espaciamiento, utilizando perfiles tubulares de acero de sección cuadrada en las diagonales y el cordón. Se desarrollaron modelos numéricos con un estudio de refinamiento de malla y condiciones de borde para determinar la configuración más eficiente. Los modelos se calibraron utilizando ensayos experimentales de autores citados en la bibliografía, y se llevó a cabo un estudio paramétrico variando el espaciamiento entre las diagonales y el material de los perfiles disponibles en el mercado nacional. Se compararon las tensiones máximas antes de la falla según los criterios establecidos por la normativa. En general, los modelos calibrados mostraron una excelente correlación con los ensayos experimentales, validando el estudio paramétrico de las uniones que permiten identificar configuraciones seguras de uniones tubulares, optimizando el proceso de diseño y evitando costosos ensayos experimentales. Los resultados obtenidos demostraron que las uniones con menor espaciamiento son más resistentes.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / En este trabajo de título se presenta el estudio numérico en base a elementos finitos de una conexión a momento tipo End-Plate , la cual consiste en una placa de acero soldada a la sección transversal de la viga, donde la unión se produce al apernar la placa a la columna solo que en este caso la placa se conectará a una plancha unida a placas de continuidad instaladas en el alma de la columna, a diferencia de una unión por eje fuerte en que la placa End-Plate es apernada a las alas y no por la zona del alma. Para llevar a cabo el diseño de dicha conexión, en el programa de análisis estructural ETABS 2016 se modeló un edificio de oficinas de 4 pisos de altura compuesto por marcos a momento ubicado en Santiago, Chile, y su diseño fue hecho de acuerdo a lo establecido por la norma NCh433 Diseño sísmico de edificios y por las especificaciones AISC 341 y AISC 360. Con los perfiles vigas y columnas obtenidos, se diseña la conexión de acuerdo a la norma AISC 358-16 Prequalified Connections for Special and Intermediate Steel Moment Frames for Seismic Applications debido a que la conexión End-Plate está precalificada para su uso y la unión propuesta pretende ser análoga a una unión por eje fuerte. Finalizado el diseño, en el programa de elementos finitos ANSYS v17.2 se lleva a cabo el estudio numérico y consiste en el análisis de 4 configuraciones de la conexión, bajo diferentes niveles de carga axial, sometidos a desplazamientos controlados cuya aplicación se hace de acuerdo al protocolo de carga establecido en AISC 341-16 con el objetivo de identificar zonas de falla y de verificar que se cumpla la filosofía de diseño empleada en el diseño de la conexión. Al analizar los resultados obtenidos es posible observar que la conexión propuesta para uniones por eje débil presenta un comportamiento semi-rígido según lo definido en la norma AISC 341-16 y además provoca una disminución en la rigidez de aquellas vigas que llegan a la columna por el eje fuerte debido a plastificaciones locales observadas en las alas y alma de la columna a medida que se incrementa el número de vigas que llega al nodo de conexión y el nivel de carga axial. Sin embargo, a pesar de que se cumple con el requisito de resistencia mínima para que la conexión pueda ser utilizada en marcos especiales a momento, se observan plastificaciones locales en los alrededores de la zona panel de la columna cuando se conecta más de una viga en la zona de unión, lo que lleva a proponer para futuras investigaciones el análisis de implementación de otros métodos de rigidización de dicha zona para evitar que la columna incursione en rango inelástico o bien llevar a cabo estudios de desempeño sísmico de otras conexiones pre-calificadas cuando son implementadas por eje débil para ampliar la gama de conexiones disponibles para este tipo de uniones y establecer con mayor claridad cuando es factible su utilización.

El presente proyecto de tesis consiste en la simulación numérica de un proceso de soldadura, para tal fin se desarrolla un modelo termo-mecánico tridimensional con prescripción de temperatura basado en la hipótesis de desacople del proceso de soldadura en tres grandes campos (campo de temperaturas, campo de esfuerzos y deformaciones y campo de estado microestructural) y la influencia mutua que existe entre ellos. Se llevan a cabo dos estudios, primero un estudio térmico transitorio con el fin de obtener la historia térmica, la misma que luego servirá como carga externa (información de entrada) para el estudio mecánico no lineal, con el fin de alcanzar el principal objetivo que es conocer la historia de esfuerzos a lo largo del proceso y la magnitud de los esfuerzos residuales. / Tesis