Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / Con el fin de reducir los tiempos de construcción y aumentar la productividad para ahorrar costos en obras de hormigón armado (H.A), se han desarrollado diversos métodos para prefabricar refuerzo de barras de acero, como por ejemplo aquellos que reemplazan las amarras de alambre por puntos de soldadura. La normativa vigente utilizada en Chile para el diseño de estructuras de H.A. sismo-resistentes no permite la soldadura de barras como medio de fijación a la vez que los ingenieros poseen escasa información sobre el efecto de la soldadura por puntos en la resistencia y ductilidad de las barras de acero de refuerzo, así como en su comportamiento ante solicitaciones cíclicas. Por lo tanto, es necesario recabar y generar información con respecto a la práctica ya mencionada. Las investigaciones presentadas en este trabajo en elementos de H.A. con refuerzo prefabricado con puntos de soldadura, así como en probetas de barras de refuerzo con barras transversales soldadas, concluyen que para ciertas aplicaciones y bajo ciertas condiciones el uso de soldadura como medio de fijación podría practicarse en estructuras sismo resistentes. El trabajo experimental incluido en esta memoria consiste en someter probetas de barras de acero soldable (φ16 y φ22) con barras transversales (φ10 y φ12 respectivamente) fijadas mediante un punto de soldadura a ensayos de tracción, y barras de acero soldable (φ16) con una barra transversal (φ10) fijada mediante un punto de soldadura a ensayos cíclicos de amplitud constante (4%) con relación de aspecto Largo/Diámetro=6 (L/D=6) para restringir el efecto del pandeo. Con este protocolo de ensayo se pretende ver en qué medida la soldadura por puntos afecta la resistencia y ductilidad de las barras de acero de refuerzo, así como en la vida a la fatiga de bajos ciclos y capacidad de disipación de energía. Los resultados de los ensayos de tracción revelan que la soldadura por puntos no afecta en mayor medida las propiedades mecánicas del acero de refuerzo. Los resultados de los ensayos cíclicos evidenciaron en primer lugar que no existen mayores diferencias en la vida a la fatiga de bajos ciclos y en la capacidad de disipación energía entre barras de acero soldable y barras tradicionales. En segundo lugar, se observó que barras sin soldadura y barras con crucetas soldadas no presentan grandes diferencias en cuanto a energía disipada y vida a la fatiga de bajos ciclos.

El presente trabajo se centra en un proyecto de instalación de una planta ensambladora de máquinas de soldar con el fin de abastecer el mercado nacional. Mediante el estudio de mercado, se investigó la demanda y oferta para el producto, determinando las estrategias necesarias con la finalidad de desplazar a las marcas actuales para poder ocupar su mercado, estas marcas son importadas de Estados Unidos y China en su mayoría ya que no hay empresas formales que las fabriquen en el Perú. Se investigó la cantidad de máquinas de soldar que se importan en el Perú la cual se tomó como demanda insatisfecha. La inversión fija o activos fijos (terreno, construcciones, maquinaria, equipos de producción, equipos de oficina) suman un total de S/ 675 701,46. Mientras que la inversión intangible (permisos, estudios y capacitación de personal) tienen un monto de S/ 11 014,46. Considerando los imprevisto y el capital de trabajo el proyecto tiene una inversión total de S/1 370 762,93 donde el 20% es invertido por el promotor del proyecto en este caso la empresa SOLDAMUNDO IMPORTACIONES S.A.C. y el 80% es financiado por una entidad bancaria la cual será COFIDE con su programa PROBID. En el estudio económico financiero realizado se estableció una tasa minina de rendimiento (TMAR) que es de 30,92% que indica que es lo mínimo que se puede obtener en la inversión comparando con la tasa de rentabilidad económica (TIR) de 262% y el valor actual neto (VAN) de S/ 13 634 097,57 con un periodo de recuperación de 4 meses 17 días, lo cual indica que el proyecto es rentable.

En 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.

En la última década, la industria Aero espacial y de transporte ha impulsado la implementación del proceso de soldadura por fricción batido o FSW (por sus siglas en ingles), en aleaciones de cobre, manganeso, titanio y aceros, debido a la necesidad de usar materiales de alta resistencia especifica que presentan baja soldabilidad. Sin embargo, debido a la baja resistencia específica del plomo, esas aleaciones no son consideradas atractivas por los diferentes sectores industriales que generan desarrollo en la tecnología (FSW). Por esta razón, no existe una literatura suficiente en cuanto a diseños de proceso y perfiles de herramientas que se ajusten a las características termo mecánicas de estas aleaciones. Además, es importante destacar que debido a su baja conducción de calor (35.5 W m-1 K- 1) y el bajo límite de fluencia de las aleaciones de plomo, se presenta un comportamiento plástico elevado, lo que dificulta la generación y tránsito del calor al interior de la junta y genera gran inestabilidad durante el proceso de batido. Ante el vacío de información existente, la investigación desarrollada en este estudio buscó analizar combinaciones de parámetros y diseño de herramientas para desarrollar la implementación del proceso FSW en una aleación de Pb-Sn- Sb, la cual es de gran interés para la industria de procesos de recubrimientos electrolíticos Los resultados obtenidos demostraron que es posible obtener soldaduras sanas con niveles superiores al 70% de eficiencia en la resistencia mecánica por medio de FSW, al utilizar un estrecho rango de parámetros de velocidad de rotación (1700 y 2000 RPM) y avance lineal (30 y 50 mm/min), se evidencia un afino de grano. Además, se observa que para velocidades entre 1800 y 1950 RPM a mayor velocidad de rotación se genera una reducción en el tamaño de la TMAZ.

El presente trabajo muestra el estudio de uniones soldadas obtenidas mediante el proceso de soldadura GTAW, en planchas de tres milímetros de espesor de la aleación de aluminio AA5052 – H34. El objetivo principal de la tesis es determinar y comparar las características y propiedades de las uniones soldadas, obtenidas con y sin material de aporte, utilizando el proceso de soldadura GTAW. Para el estudio se realiza en total 6 cupones soldados con una sola pasada (3 cupones con material de aporte y 3 cupones sin material de aporte). Asimismo, el aporte que se utiliza es el electrodo ER5356 elegido por sus buenas propiedades, características y compatibilidad química con el material base a soldar. Posterior a la elaboración de los cupones soldados, se realizan ensayos no destructivos para determinar si las uniones soldadas cumplen con la normativa AWS D1.2. De esta forma, se realizan ensayos de inspección visual, tintes penetrantes y radiografía industrial. Asimismo, la caracterización y el análisis de las propiedades de los cupones soldados a través de elaboración de probetas, los cuales son sometidos a ensayos mecánicos de tracción, ensayo de barrido de dureza, ensayos de doblado y ensayos metalográficos. En los ensayos de tracción, los resultados de las probetas soldadas sin material de aporte alcanzan menores valores de resistencia a la tracción, en comparación con las uniones soldadas con material de aporte. En los ensayos de dureza, los mayores valores para las uniones sin material de aporte se encuentran en el metal base y los menores en el baño de fusión, para las uniones soldadas con aporte los mayores valores se presentan en el baño de fusión y los menores en la ZAC. En los ensayos de doblado para ambos casos no se evidencian agrietamientos acumulados mayores o iguales a los 3 mm. En base a los resultados de la presente investigación se concluye que, las uniones soldadas de aleación de aluminio AA5052 - H34 mediante el proceso de soldadura GTAW, se comportan de manera satisfactoria bajo los dos métodos: con y sin material de aporte. Pues, los valores de resistencia a la tracción en ambos procesos presentan valores que se encuentran por encima del valor límite que indica el código AWS D1.2. Finalmente, en la presente investigación, se obtienen ligeramente mejores propiedades y características en la unión soldada con material de aporte frente a una sin material.

La gran parte de procesos para soldar materiales requiere el uso de elevadas temperaturas y la presencia de fases líquidas, condiciones que pueden promover la formación de compuestos indeseables, pérdida de integridad microestructural, y consecuente degradación de propiedades del material base cercano a la soldadura. El presente tema de tesis propone implementar el proceso de soldadura por fricción batido en los laboratorios de la Sección de Ingeniería Mecánica (SIM), dado que este proceso permite soldar materiales en estado sólido a temperaturas considerablemente menores a las de fusión, con lo cual, se evita producir fases líquidas y cambios microestructurales que pudieran degradar el material. En la primera parte del trabajo, se describe el proceso de soldadura por fricción batido, la influencia del diseño de la herramienta, los parámetros de soldadura, la microestructura generada, así como las ventajas y restricciones del proceso. Posteriormente, se describe la metodología para realizar el proceso de soldadura por fricción batido en el aluminio AA1100-H18, la selección de la máquina que realiza el proceso; la selección del material, geometría y fabricación de la herramienta; y selección de los parámetros más importantes, como son: la frecuencia rotacional (800 rpm, 1000 rpm, 1250 rpm) y la velocidad de avance (60 mm/min, 140 mm/min, 200 mm/min). Por otro lado, se describen los ensayos mecánicos siguientes: ensayo de tracción, ensayo de doblado y ensayo de dureza Vickers, los cuales permiten caracterizar las muestras soldadas. Además, se analiza el comportamiento de la máquina, la herramienta utilizada en el proceso y se analizan los resultados de la caracterización mecánica. Los valores de resistencia a la tracción de las muestras fueron satisfactorios según la norma AWS D1.2, encontrando un valor máximo de 120,2 MPa para una frecuencia rotacional de 1000 rpm y una velocidad de avance de 140 mm/min. Cabe resaltar, que en promedio hay una pérdida del 30% de la resistencia a la tracción respecto al material base AA1100-H18, este porcentaje de pérdida es similar a valores obtenidos mediante procesos de soldadura convencionales en aluminio. En el ensayo de doblado las muestras de cara y raíz soldadas a una frecuencia rotacional de 1000 rpm pasaron la prueba. En el presente trabajo se pudo implementar el proceso de soldadura por fricción batido, logrando soldar mediante este proceso las planchas de aluminio AA1100-H18.

La presente investigación tuvo como objeto de estudio la influencia de los parámetros de soldadura mediante GTAW, sobre la microestructura y la resistencia a la corrosión por picaduras del acero inoxidable dúplex 23Cr-4Ni. Se estudiaron cuatro condiciones soldadas mediante el proceso GTAW autógeno en donde se variaron el aporte de calor y la temperatura de precalentamiento. Se realizó el análisis microestructural para cada condición, además se sometieron a ensayos de dureza y ensayos de corrosión por picaduras. La caracterización microestructural se basó en el estudio del porcentaje de fases presentes (ferrita y austenita) y en el cambio de la morfología y tamaño de grano de la ferrita, tanto en la zona de fusión como en la zona afectada por el calor. Asimismo se evaluó la morfología de la austenita, identificando la aparición de austenita primaria, secundaria y Widmanstätten. Se realizaron ensayos de microdureza Vickers, realizando barridos verticales y horizontales en la sección del cordón con el fin de obtener indicadores de cambios en propiedades mecánicas en la soldadura realizada. Se determinó la resistencia a la corrosión por picaduras mediante ensayos de corrosión electroquímicos de polarización anódica en una solución de 3.5% NaCl, los cuales se orientaron a la obtención del potencial crítico de picaduras (Ecp) para cada condición. Debido a que las variaciones en la microestructura y resistencia a la corrosión están fuertemente ligadas al ciclo térmico del proceso de soldadura, se estimó el tiempo t12/8, como medida de la velocidad de enfriamiento para fines comparativos. El análisis microestructural en la zona fundida y zona afectada por el calor reveló una microestructura con alto contenido de ferrita acompañado de austenita primaria, austenita Widmansttäten y precipitación de austenita secundaria al interior de la ferrita. Adicionalmente la cinética de reformación de la austenita se vió dificultada en las condiciones que presentaron mayor tamaño de grano ferrítico. Finalmente, la resistencia a la corrosión por picaduras disminuyó de manera significativa para las condiciones empleadas, resultando mas afectadas, las condiciones que presentaron velocidad de enfriamiento menor. Se encontró nucleación preferencial de las picaduras en las interfaces ferrita/austenita y al interior de la ferrita. Por lo tanto para el rango de calor de aporte empleado no se obtuvo una buena soldabilidad, ya que no se logra un balance apropiado de las fases según el análisis microestructural realizado y la resistencia a la corrosión por picaduras se ve afectada significativamente.

En el Laboratorio de Materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) se vienen brindando servicios a la industria desde 1973. Actualmente el Laboratorio de Materiales de la PUCP cuenta con un prestigio ganado a lo largo de su trayectoria y brinda los servicios de los ensayos no destructivos como: Inspección Visual, Líquidos penetrantes, Partículas Magnéticas, Radiografía Industrial y Ultrasonido a las empresas más importantes del medio. En las empresas de rubro alimentario, en especial la empresa Backus tiene la necesidad de supervisar que las juntas soldadas de las tuberías de acero inoxidable, por donde se transporta miles de litros de cerveza, se encuentren bien elaboradas. Es cierto que mediante el uso de la radiografía industr ial se puede corroborar la sanidad de la junta soldada, pero lo que no detecta la radiografía es la posible oxidación (carbonización), que puede presentarse cuando no se realiza un aislamiento adecuado de argón al interior de la tubería antes de proceder a soldar, pero con el Videoscopio Lenox, del laboratorio de materiales de la PUCP, mediante la inspección visual remota si se puede hacer, pero no existe una metodología para la inspección por medio de este equipo. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo desarrollar una metodología para inspeccionar visualmente las juntas soldadas de tuberías de acero inoxidable mayores a 4" de diámetro y con espesores hasta 3mm, empleando el Videoscopio Lenox modelo PVS. Para conseguir el objetivo planteado, la tesis detalla los criterios de aceptación y rechazo de uniones soldadas en tuberías de acero inoxidable, que nos servirá para elaborar las imágenes patrones de discontinuidades no permitidas por el código AWS D18.1. Se preparó 02 prototipos, uno para realizar el so Ideo sin purga con gas argón, el cual permitirá capturar la imagen patrón de la oxidación en una unión soldada al interior de la tubería y el segundo prototipo para realizar el soldeo con previa purga de gas argón, el cual permitirá demostrar que es indispensable purgar las tuberías de acero inoxidable para garantizar la sanidad de la junta soldada, a pesar que sea costoso por el número de metros de tubería que normalmente tienen las empresas de rubro alimentario. Se detalla las características técnicas de cada equipo que conforman el Videoscopio Lenox modelo PVS, así como sus partes más importantes, que permitirá familiarizarse con el equipo antes de usarlo. Finalmente se elabora el procedimiento para el uso del Videoscopio Lenox modelo PVS en la inspección visual remota para tuberías de acero inoxidable mayores a 4" de diámetro y con espesores hasta 3mm y se elaboran las imágenes patrones de discontin uidades no permitidas por el código AWS D18.1 haciendo uso de los prototipos preparados.

El presente trabajo está dedicado al análisis de la estructura y de los movimientos que realizan las máquinas excavadoras, centrándose en el diseño de un Brazo Excavador de tamaño compacto así como la selección del Sistema Hidráulico y sus componentes. Estas máquinas son encontradas en el mercado pero la variación que se presenta es que el Brazo Excavador diseñado puede ubicarse y fijarse sobre cualquier estructura que pueda soportarlo ya que está habilitado para ello, además que puede desplazársele con mucha facilidad por su bajo peso. El método utilizado para el presente diseño es analizar la estructura de forma estática y de esta manera dimensionar y seleccionar los materiales óptimos tomando siempre en consideración no sobredimensionarla manteniendo factores de seguridad suficientes para este tipo de maquinaria que estará sometida a un trabajo exigente y a golpes durante su función.

Se define al desgaste como la pérdida progresiva de material sólido de la superficie de un determinado componente, el desgaste en operación es uno de los problemas que originan mayores pérdidas económicas; esto ha conllevado a que diferentes rubros de la industria busquen opciones viables y de bajo costo en el mantenimiento de componentes mecánicos. Uno de los métodos más utilizados para mitigar los efectos del desgaste es mediante la aplicación de recubrimientos duros de soldadura denominado “HARDFACING”; sin embargo, se necesitan ciertos insumos como el Ferro-Titanio, Ferro-Vanadio, Grafito, entre otros para generar microestructuras duras y resistentes al desgaste. Estos insumos utilizados en la fabricación de electrodos de recargue evidencian un incremento en su costo lo cual conllevaría al encarecimiento de este método de protección. En el presente tema de tesis, se ha evaluado el desempeño de depósitos de hardfacing fabricados empleando un conjunto de nuevos electrodos propuestos por una compañía de consumibles local. En particular se busca evaluar el efecto del contenido de Ferro- Vanadio (2.85%, 3.85% y 5.85%) en el revestimiento de electrodos con un porcentaje de 5% de Ferro-Titanio y libres de grafito, sobre la microestructura, dureza y resistencia al desgaste abrasivo de depósitos obtenidos mediante proceso SMAW sobre planchas de acero ASTM A-36, finalmente se determinó cuál de los electrodos proporciona un recargue con mayor resistencia al desgaste.