Verificación normativa de soldaduras (EN)

Las soldaduras en ángulo se verifican según EN 1993-1-8. Se supone que la resistencia de las soldaduras a tope es igual a la del metal base y no se verifica.

Soldaduras en ángulo

Resistencia de cálculo

La redistribución plástica en las soldaduras se utiliza para evitar automáticamente las singularidades de tensión en los elementos de la soldadura, redistribuyendo la tensión a lo largo de la longitud de la soldadura. La resistencia de la soldadura se aproxima al cálculo manual, y la tensión se distribuye correctamente en casos complejos como la soldadura a un ala no rigidizada (EN 1993-1-8 – Cl. 4.10). La tensión en la sección de garganta de una soldadura en ángulo se determina según EN 1993-1-8 Cl. 4.5.3. Las tensiones se calculan a partir de las tensiones en el elemento de la soldadura. No se tiene en cuenta el momento flector alrededor del eje longitudinal de la soldadura.

$$\sigma_{w,Ed}=\sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \left ( \tau_{\perp}^2 + \tau_{\parallel}^2 \right )}$$

$$\sigma_{w,Rd} = \frac{f_u}{\beta_w \gamma_{M2}}$$

Utilización de la soldadura

$$U_t = \max \left\{ \frac{\sigma_{{w,Ed}}}{\sigma_{w,Rd}}, \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 f_u / {\gamma_{M2}}} \right\}$$

donde:

• σ_w,Ed – tensión equivalente en la soldadura
• σ_w,Rd – resistencia de la soldadura
• β_w – factor de correlación (EN 1993-1-8 – Tabla 4.1)
• f_u – resistencia última, elegida como la menor de los dos materiales base unidos o según el material elegido por el usuario
• γ_M2 – coeficiente de seguridad (EN 1993-1-8 – Tabla 2.1; editable en Configuración de la norma)
• σ_┴, τ_┴, τ_‖ – tensiones en la soldadura según la figura siguiente:

Todos los valores necesarios para la verificación se muestran en tablas. Ut es la utilización del elemento más solicitado. Dado que se utiliza la redistribución plástica de la tensión en la soldadura, esta es la utilización determinante. Utc proporciona información sobre la utilización a lo largo de la longitud de la soldadura. Es la relación entre la tensión real en todos los elementos de la soldadura y la resistencia de cálculo a tensión de toda la longitud de la soldadura.

El diagrama de tensión equivalente en la soldadura muestra la siguiente tensión:

$$\sigma = \max \left \{ \frac{\sigma_{\perp}}{0.9 \beta_w}, \, \sqrt{\sigma_{\perp}^2 + 3 \tau_{\perp}^2 + 3 \tau_{\parallel}^2}  \right \}$$

Soldaduras a tope

Las soldaduras se pueden definir como soldaduras a tope. Se considera penetración completa de la unión en las soldaduras a tope y, por lo tanto, dichas soldaduras no se verifican.

Detalles constructivos

El espesor mínimo de chapa de las uniones soldadas se verifica según EN 1993-1-8 – 4.1(1):

• Para secciones huecas de acero, el espesor de la chapa debe ser de al menos 2,5 mm
• Para otras chapas, el espesor de la chapa debe ser de al menos 4 mm

El espesor máximo de garganta de las soldaduras en ángulo se verifica para chapas paralelas. Se emite un error cuando dicha soldadura no es viable debido a restricciones geométricas.

El espesor mínimo de garganta de las soldaduras en ángulo debe ser de al menos 3 mm según EN 1993-1-8 – 4.5.2(2). Se emite un error cuando no se cumple este requisito.

Se emite una advertencia cuando el espesor de garganta de la soldadura es mayor que el requisito de DIN EN 1993-1-8 – NA a 4.5.2:

$$a \le \sqrt{t_{max}}-0.5$$

donde:

• $a$ – espesor de garganta de la soldadura
• $t_{max}$ – espesor de la chapa unida más gruesa 
• las unidades deben estar en [mm]

Se emite una información cuando el espesor de garganta de la soldadura es menor que el requisito de ductilidad mínima de las uniones soldadas en FprEN 1993-1-8:2023 – 6.9(4). Este requisito se verifica para soldaduras en ángulo por ambos lados mediante:

$$a/t=\frac{\beta_w\gamma_{M2} f_y}{\sqrt{2} f_u \gamma_{M0} } \cdot \min \left \{1.0, 1.1\frac{f_y}{f_u} \right \}$$

donde:

• $a$ – espesor de garganta de la soldadura
• $t$ – espesor de la chapa unida por el borde
• $\beta_w$ – factor de correlación de la soldadura 
• $\gamma_{M2}$ – coeficiente de seguridad para tornillos y soldaduras; editable en Configuración de la norma
• $f_y$ – límite elástico de la chapa
• $f_u$ – resistencia última de la soldadura
• $\gamma_{M0}$ – coeficiente de seguridad para chapas; editable en Configuración de la norma

El espesor de garganta de una soldadura en ángulo por un solo lado es el doble que el de una soldadura en ángulo por ambos lados.