Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW

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UNIVERSIDAD DE CARABOBO 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INFLUENCIA DEL MODO DE TRANSFERENCIA DEL APORTE EN UN 
PROCESO GMAW SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y 
MICROESTRUCTURALES DE UN ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO 
AISI-304 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CUTILLO F. ALFONSO J 
 PEÑA L. JOSE R. 
 
 
 
Valencia, Noviembre de 2009 
 
UNIVERSIDAD DE CARABOBO 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
INFLUENCIA DEL MODO DE TRANSFERENCIA DEL APORTE EN UN 
PROCESO GMAW SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y 
MICROESTRUCTURALES DE UN ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO 
AISI-304 
 
 
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PRESENTADO ANTE LA ILUSTRE 
UNIVERSIDAD DE CARABOBO PARA OPTAR AL TÍTULO DE 
INGENIERO MECÁNICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
TUTOR: ING. TORRES, CARMELO CUTILLO F. ALFONSO J 
 PEÑA L. JOSE R. 
 
 
 
Valencia, Noviembre de 2009 
 
UNIVERSIDAD DE CARABOBO 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA 
 
 
 
 
CERTIFICADO DE APROBACIÓN 
 
 
 
 Quienes suscriben, Miembros del Jurado designado por el Consejo de 
Escuela de Ingeniería Mecánica para examinar la Tesis de Pregrado titulada 
“INFLUENCIA DEL MODO DE TRANSFERENCIA DEL APORTE EN UN 
PROCESO GMAW SOBRE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y 
MICROESTRUCTURALES DE UN ACERO INOXIDABLE AUSTENÍTICO 
AISI-304”, presentada por los bachilleres: Cutillo Alfonso y Peña José, 
portadores de la Cédula de Identidad Nº: 17.776.949 y 18.257.071, 
respectivamente; hacemos constar que hemos revisado y aprobado el 
mencionado trabajo. 
 
 
_______________________ 
Prof. Carmelo Torres, Ing. 
Presidente del jurado 
 
 
_______________________ 
Prof. Franklin Camejo, Ing. 
Miembro del jurado 
________________________ 
Prof. Luis Sidorova, Ing. 
Miembro del jurado 
 
 
 
 
En Naguanagua a los 06 días del mes de Noviembre de 2009 
AAggrraaddeecciimmiieennttooss 
 
 
 
Al profesor Carmelo Torres por brindarnos toda su ayuda, apoyo y 
colaboración a lo largo de la realización de este Trabajo Especial de Grado. 
A ININCA por habernos permitido la realización de las uniones soldadas, 
facilitando sus equipos, material y personal calificado. 
A todas las personas que nos prestaron su colaboración en la realización de 
este trabajo. 
A los técnicos y personal calificado del laboratorio de materiales de la 
Facultad de Ingeniería Mecánica. 
 
 
 
 
 
 
 
DDeeddiiccaattoorriiaa 
 
A Dios primeramente por darme todas las fuerzas y energías para 
alcanzar mi meta. 
A mis padres, por darme la vida y estar siempre a mi lado, 
brindándome todo su amor, apoyo, confianza. Por enseñarme que 
siempre hay que esforzarse y luchar para alcanzar las metas. Gracias 
por ser siempre mi fuente de inspiración. 
A mis hermanos por contar siempre con ellos, darme todo su apoyo y 
colaboración en todo momento de mi vida. 
A una persona muy especial para mí, por siempre apoyarme y 
ayudarme en todo momento incondicionalmente, por amarme, 
brindarme su compañía y ser una inspiración en mi vida. 
. A mi compañero de tesis por brindarme su amistad, su confianza y 
su apoyo. Por haber alcanzado nuestra meta. 
 
 
 
 
Alfonso J. Cutillo F.
 
Primeramente a Dios por iluminar mis pasos y acompañarme durante todo el 
tiempo de mi vida y a todos los de arriba que me acompañan siempre. 
A mis padres por su dedicación por darme la vida, confianza, amor, mucha 
paciencia y todo su apoyo incondicional para seguir adelante además de ser 
la base fundamental y soporte principal en el desarrollo de todos los 
aspectos de mi vida, en especial la culminación de mi carrera, sin ellos no 
creo que lo lograría. Gracias por creer en mí. 
A mis hermanas por su, amistad, consejos, amor, confianza y esa seguridad 
de que lograría cumplir con esta gran meta. 
A mi novia que es esa persona tan especial para mí que siempre estuvo 
conmigo apoyándome, dándome fuerzas para que no decayera y siguiera 
luchando por mis objetivos, a ella por su amor, compañía, ayuda y apoyo 
incondicional. 
A mi compañero de tesis por toda la ayuda que de una forma desinteresada 
me ofreció. 
A mi amigo Franklin López que siempre me ayudó, apoyó, me dio su 
consejo y me tendió su mano en los momentos que más lo necesité. 
José R. Peña L. 
 DDeeddiiccaattoorriiaa 
RReessuummeenn 
La soldadura GMAW es uno de los procesos más utilizados en la actualidad 
para la unión de los aceros y de la mayoría de los metales no ferrosos y sus 
aleaciones. Entre los tipos de soldadura que comprenden la GMAW está el 
proceso de soldado básico MIG el cual incluye tres técnicas o forma de 
transferencia muy distintas como lo son: Transferencia por Cortocircuito, 
Transferencia Globular y la Transferencia por Arco Rociado; estas técnicas 
describen la forma como el metal es transferido desde el alambre (electrodo) 
hasta la soldadura, es por ello que surge la necesidad de evaluar la 
influencia del modo de transferencia del material de aporte sobre las 
propiedades mecánicas y microestructurales del metal base. Para evaluar la 
influencia del aporte de material sobre las propiedades mecánicas se 
realizaron ensayos de tracción, doblado y microdureza; mientras que para 
evaluar las propiedades microestructurales se realizó un análisis de 
microscopia óptica. Obteniendo mayores valores de dureza en las juntas 
soldadas mediante la transferencia de aporte por corto circuito, mayor 
resistencia a la tracción en las juntas soldadas mediante la transferencia por 
arco rociado, lo que implica mayor ductilidad en las juntas; y mejor 
uniformidad, penetración y distribución del material de aporte en las juntas 
soldadas por corto circuito. Se recomienda realizar estudios de las juntas 
mediante ensayos de impacto, área de penetración y ensayos de fatiga, para 
así tener mayor información acerca de la influencia del modo de aporte de 
material en un acero austenítico. 
i 
 
 
ÍÍnnddiiccee ggeenneerraall 
 
Índice general i 
 
Índice de figuras iv 
 
Índice de tablas vi 
 
Introducción 1 
 
CAPÍTULO I El Problema 3 
 1.1 Situación problemática, 3 
 1.2 Planteamiento del problema, 3 
 1.3 Objetivos, 4 
 1.3.1 Objetivo General, 4 
 1.3.2 Objetivos Específicos, 4 
 1.4 Justificación, 5 
 1.5 Delimitación, 5 
 1.6 Limitaciones, 6 
 1.7 Antecedentes, 6 
 
CAPÍTULO II Marco teórico 11 
 2.1 Aceros, 11 
 2.1.1 Concepto, 11 
 2.1.2 Microestructuras de los aceros, 11 
 2.1.3 Soldabilidad de los aceros, 17 
 2.1.3.1 Soldadura por arco eléctrico, 18 
 2.1.3.2 Elementos presentes en la soldadura por 
arco eléctrico, 18 
 
 
Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
 
ii 
 
 2.1.4 Metalurgia de la soldadura, 21 
 2.1.4.1 Dependencia de la soldabilidad 
metalúrgica, 21 
 2.1.5 Calidad de la Soldadura, 22 
 2.1.6 Fundamentos y teoría de soldadura con arco 
eléctrico con gas inerte, proceso (GMAW / MIG), 24 
 2.1.6.1 Descripción general, 25 
 2.1.6.2 Clasificación AWS para los metales de 
aporte electrodos de baja aleación de acero para la soldadura de arco 
protegida por gas, 29 
 2.1.6.3 Clasificación AWS para los metales de 
aporte electrodos de acero al carbono para soldadura de arco 
protegida por gas, 30 
 2.1.6.4 Control de la porosidad, 31 
 2.1.6.5 Influencia del gas y el arco de soldadura, 31 
 2.1.6.6 Equipo para soldadura MIG generador de 
soldadura, 322.1.6.6.1 Beneficios del sistema MIG, 33 
 2.1.6.7 Técnica de soldadura MIG por corto 
circuito, 34 
 2.1.6.8 Técnica de rociado de la soldadura MIG, 35 
 2.1.6.7 Técnica de deposición globular de la 
soldadura MIG, 37 
 
 
 
 
CAPÍTULO III Marco metodológico 39 
 3.1 Nivel de la investigación, 39 
 3.2 Diseño de la investigación, 40 
 3.3 Población y muestra, 42 
 3.4 Materiales y equipos a utilizar, 42 
 3.5 Herramientas a utilizar, 43 
 3.6 Procedimiento experimental, 43 
 3.6.1 Caracterización de los materiales, 43 
 3.6.2 Preparación de las probetas, 45 
 3.7 Ensayos experimentales en las probetas soldadas, 48 
 3.7.1 Ensayo de tracción, 48 
 3.7.2 Ensayo de doblado, 51 
 3.7.3 Ensayo metalográfico, 52 
 3.7.3.1 Estudio Macroscópico, 52 
 3.7.3.2 Estudio Microscópico, 52 
 3.7.4 Ensayo de dureza, 53 
 
 
 
 
Índice general 
 
iii 
 
CAPÍTULO IV Análisis de resultados 55 
 4.1 Resultados de los estudios de tracción, 55 
 4.2 Análisis del ensayo de tracción, 60 
 4.3 Resultados del ensayo de doblado, 61 
 4.4 Análisis del ensayo de doblado, 65 
 4.5 Estudio de macroscopía, 67 
 4.6 Análisis del ensayo de macroscopía, 68 
 4.7 Estudio de microscopía, 69 
 4.8 Análisis del ensayo de microscopía, 72 
 4.9 Ensayo de microdureza Vickers, 73 
 4.10 Análisis del ensayo de microdureza Vickers, 76 
 
CAPÍTULO V Conclusiones y Recomendaciones 77 
 5.1 Conclusiones, 77 
 5.2 Recomendaciones, 78 
 
Referencias Bibliográficas 80 
 
Anexos 82 
 
iv 
 
 
ÍÍnnddiiccee ddee ffiigguurraass 
 
II.1 Diagrama Hierro-Carbono 12 
II.2 Estructura de WIDMANSTAETTEN observada en hierro meteorito 16 
II.3 Diagrama de Hannemann, que las condiciones de formación de la 
estructura Widmanstaetten 
 
16 
II.4 Soldadura por arco eléctrico 19 
II.5 Zonas afectadas por el calor en una unión soldada 22 
II.6 Soldadura metálica con arco eléctrico y gas (GMAW) 25 
II.7 Pistola para soldadura metálica con arco eléctrico y gas 26 
II.8 Operación realizada mediante el proceso MIG 26 
II.9 Técnicas de transferencia del metal hasta la soldadura fundida en 
la soldadura MIG 
 
28 
II.10 Equipo para soldadura GMAW (MIG) 32 
II.11 Técnica de Rociado 36 
 
III.1 Flujograma Experimental 41 
III.2 Diseño de la junta 46 
III.3 Plano para representar cada porción de lámina para la 
elaboración de las probetas. 
 
47 
III.4 Maquina de ensayo de tracción 49 
III.5 Probeta para el ensayo de tracción 49 
III.6 Probeta para el ensayo de doblado 51 
III.7 Equipo para ataques electrolíticos marca Electromet. 53 
III.8 Microdurómetro de huella de base piramidal marca BUEHLER. 54 
 
IV.1 Curva característica de Esfuerzo vs. Deformación de las probetas 
soldadas mediante el aporte de material por Corto Circuito. 
 
 
56 
 
Índice de figuras 
v 
 
IV.2 Curva característica de Esfuerzo vs. Deformación de las probetas 
soldadas mediante el aporte de material de tipo Globular. 
 
56 
IV.3 Curva característica de Esfuerzo vs. Deformación de las probetas 
soldadas mediante el aporte de material por Arco Rociado. 
 
57 
IV.4 Curva característica de Esfuerzo vs. Deformación del material 
base. 
 
57 
IV.5 Gráfica Esfuerzo de Fluencia vs Modos de Aporte. 58 
IV.6 Gráfica Esfuerzo Máximo vs Modos de Aporte. 58 
IV.7 Comparación del comportamiento entre el Esfuerzo de Fluencia y 
el Esfuerzo Máximo. 
 
59 
IV.8 Gráfica de Deformación máxima vs. Modo de aporte 59 
IV.9 Curva característica de Esfuerzo vs. Deformación de las probetas 
de doblado soldadas mediante el aporte de material por Corto 
Circuito. 
 
 
62 
IV.10 Curva característica de Esfuerzo vs. Deformación de las 
probetas de doblado soldadas mediante el aporte de material de 
tipo globular. 
 
 
62 
IV.11 Curva característica de Esfuerzo vs. Deformación de las 
probetas de doblado soldadas mediante el aporte de material por 
Arco Rociado. 
 
 
63 
IV.12 Macroscopía de la probeta soldada con aporte por Corto 
Circuito. 
 
67 
IV.13 Macroscopía de la probeta soldada con aporte de tipo Globular. 67 
IV.14 Macroscopía de la probeta soldada con aporte por Arco 
Rociado. 
68 
IV.15 Microestructura de la probeta soldada con aporte por Corto 
Circuito 
 
69 
IV.16 Microestructura de la probeta soldada con aporte Globular 70 
IV.17 Microestructura de la probeta soldada con aporte por Arco 
Rociado 
 
71 
IV.18 Zonas de estudio de las probetas para microdureza. 73 
IV.19 Gráfica de microdureza de la probeta soldada mediante el 
aporte por Corto Circuito. 
 
74 
IV.20 Gráfica de microdureza de la probeta soldada mediante el 
aporte de tipo Globular. 
 
74 
IV.21 Gráfica de microdureza de la probeta soldada mediante el 
aporte por Arco Rociado. 
 
75 
IV.22 Gráfica de Dureza Vickers vs. Modos de aporte de material, 
estudiando Cordón de Soldadura y Zona Afectada. 
 
75 
 
 
 
 
 
vi 
 
 
ÍÍnnddiiccee ddee ttaabbllaass 
 
II.1 Rangos de corriente óptimos para el cortocircuito con diferentes 
diámetros de alambres 
 
34 
II.2 Rangos de corriente óptimos para el generar el método de rociado 
en la soldadura MIG, con diferentes diámetros de alambres 
 
35 
 
III.1 Composición Química del acero inoxidable AISI 304 44 
III.2 Propiedades mecánicas del acero inoxidable AISI 304 44 
III.3 Composición química del metal depositado AWS – ER308 45 
III.4 Parámetros de soldadura para los distintos modos de 
transferencia 
46 
 
IV.1 Resultados del ensayo de tracción de probetas soldadas por 
GMAW según modo de transferencia 
 
60 
IV.2 Observaciones del ensayo de doblado para probetas soldadas 
con aporte de tipo Corto circuito 
IV.3 Observaciones del ensayo de doblado para probetas soldadas 
con aporte de tipo Globular. 
 
63 
 
64 
IV.4 Observaciones del ensayo de doblado para probetas soldadas 
con aporte de tipo Arco rociado 
 
65 
IV.5 Resultados de los ensayos de Dureza en las zonas de estudio 
para los distintos modos de aporte de material 
 
73 
 
Introducción 
En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de 
acero con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa. El acero 
inoxidable es resistente a la corrosión, dado que el cromo, u otros metales 
que contiene, posee gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él 
formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro. Sin 
embargo, esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a 
que el hierro sea atacado y oxidado por mecanismos intergranulares o 
picaduras generalizadas. Contiene, por definición, un mínimo de 10,5% de 
cromo. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos 
aleantes; los principales son el níquel y el molibdeno. La incorporación de 
este acero en la industria se debe al desarrollo de nuevas tecnologías de 
unión como el proceso de soldadura GMAW (gas metal arc welding) o 
Soldadura MIG (metal inert gas) el cual es uno de los más empleados para la 
unión de los aceros y de la mayoría de los metales no ferrosos y sus 
aleaciones. Su principal característica es la alimentación automática de un 
consumible (electrodo continuo), que es protegido externamente por un gas. 
El gas de protección en la soldadura GMAW es un elemento significativo y 
tercer miembro trípode que conforma el proceso: fuente de poder-material de 
aporte-gas de protección. Aunque es reconocido que el gas representa sólo 
un pequeño porcentaje en el costo total de producción, su correcta elección 
2 Influencia del modo de transferencia del aporte enun proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
puede producir ahorros significativos debido a un aumento en la 
productividad, calidad una disminución de costos, a través de obtener 
cordones de soldadura bien conformados y libres de defectos. 
La unión soldada ha de poseer las propiedades físicas y mecánicas 
necesarias para desempeñar su función esperada en servicio. Por tal motivo 
surge la idea de evaluar la influencia del modo de transferencia del aporte en 
un proceso GMAW sobre las propiedades mecánicas y microestructurales de 
un acero inoxidable austenítico AISI-304 la influencia del flujo de gas 
protector en la unión de juntas soldadas de acero bajo carbono mediante los 
procesos arco de rociado, globular y cortocircuito (GMAW). El 
comportamiento mecánico resultante se evaluó mediante ensayos de 
tracción, ensayos de dureza y posteriormente la observación microscópica de 
las condiciones tratadas. 
El utilizar este tipo de soldadura sobre el acero al austenítico AISI-304 
nos permitió establecer una buena selección de los parámetros de soldadura, 
garantizando una buena calidad de los cordones de soldadura 
CCAAPPÍÍTTUULLOO II 
EEll PPrroobblleemmaa 
1.1 Situación problemática 
La soldadura MIG es uno de los tipos de soldadura más utilizado en la 
actualidad debido a las ventajas y beneficios que este proceso presenta. En 
este tipo de soldadura existen diversos medios de transferencia del material 
de aporte entre los cuales se tienen el de transferencia por cortocircuito, 
transferencia globular y transferencia de arco rociado (Spray), se desea 
determinar cuál de estos medios nos ofrece las propiedades mecánicas y 
microestructurales más adecuadas sobre el cordón de soldadura realizado 
en el acero inoxidable austenítico, para distintas aplicaciones donde se utiliza 
cada uno de los modos de transferencia del aporte de material. 
1.2 Planteamiento del Problema 
La soldadura GMAW (Gas Metal Arc Welding) es uno de los procesos 
más utilizados en la actualidad para la unión de los aceros y de la mayoría de 
los metales no ferrosos y sus aleaciones. Entre los tipos de soldadura que 
comprenden la GMAW está el proceso de soldado básico MIG (Metal Inert 
Gas) el cual incluye tres técnicas o forma de transferencia muy distintas 
4 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
como lo son: Transferencia por Cortocircuito, Transferencia Globular y la 
Transferencia por Arco Rociado (Spray); estas técnicas describen la forma 
como el metal es transferido desde el alambre (electrodo) hasta la soldadura. 
Una de las principales interrogantes que se presentan al momento de 
realizar soldadura MIG sobre un acero inoxidable austenítico es cuál de los 
métodos de transferencia es el más adecuado para distintos procesos de 
soldadura y también como cada uno de ellos hace variar o no las 
propiedades mecánicas y metalográficas del metal. Como en todo proceso, 
para la soldadura se busca obtener un proceso óptimo que en este caso 
sería un cordón de soldadura resistente y con un mínimo de defectos 
(porosidades, grietas). 
Debido a estas interrogantes surge la iniciativa o necesidad de 
obtener datos experimentales (Dureza, Tenacidad, Cambios en la 
microestructura) sobre la forma cómo afecta el modo de transferencia del 
aporte en un proceso de soldadura GMAW en las propiedades del metal, y 
así poder conocer el comportamiento mecánico y microestructural de un 
acero inoxidable austenítico. 
1.3 Objetivos 
11..33..11 OObbjjeettiivvoo GGeenneerraall 
Evaluar la influencia del modo de transferencia del aporte sobre las 
propiedades mecánicas y microestructurales en un acero inoxidable 
austenítico AISI-304. 
11..33..22 OObbjjeettiivvooss EEssppeeccííffiiccooss 
 Caracterizar al acero inoxidable austenítico en su estado inicial. 
Capítulo I. El Problema 5 
 Determinar los parámetros de trabajo para la ejecución de la 
soldadura según el modo de transferencia por “Cortocircuito”, 
“Globular” y por “Arco Rociado”. 
 Caracterizar las juntas soldadas y establecer comparaciones entre 
ellas. 
 Definir la influencia del modo de transferencia del material de aporte 
sobre las propiedades mecánicas y microestructurales en la junta 
soldada del acero inoxidable austenítico AISI-304. 
1.4 Justificación 
Esta investigación tiene fundamental importancia para el conocimiento 
de la soldabilidad de las juntas soldadas en acero inoxidable austenítico 
AISI-304 y tiene como finalidad evaluar la influencia del modo de 
transferencia del material de aporte sobre las propiedades mecánicas y 
microestructurales del cordón de soldadura, así como obtener una data de 
los parámetros para los tres modo de transferencia a utilizar (cortocircuito, 
globular y arco rociado) que sirvan de apoyo y ayuda para la actividad diaria 
y para futuras investigaciones en este proceso de soldadura. 
 
1.5 Delimitación 
 Se utilizaron tres modos de transferencia, los cuales son Transferencia 
por “Cortocircuito”, Transferencia “Globular” y Transferencia por “Arco 
Rociado”. 
 Se restringió el gas de protección a 100% Argón. 
 Tipo de Acero Inoxidable austenítico utilizado AISI-304. 
 Se utilizaron un total de veintisiete (27) replicas para la realización de los 
ensayos. 
6 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
 Soldadura MIG 
 Tipo de junta usada: A tope. 
 El material de aporte utilizado: AWS – ER308. 
 Las conclusiones acerca de la influencia del modo de transferencia sobre 
la soldadura fueron dadas en función a los resultados obtenidos en los 
ensayos de tracción, ensayos de dureza, doblado, y microscopia óptica 
sobre los especímenes de estudio. 
1.6 Limitaciones 
 Las soldaduras las realizó un soldador calificado y en áreas externas a la 
Universidad de Carabobo. 
 Disponibilidad de los laboratorios de la Universidad de Carabobo para 
realizar los ensayos. 
 Información sobre los distintos modos de transferencia para soldadura 
MIG. 
1.7 Antecedentes 
 
INVESTIGACIÓN DE LOS FENÓMENOS METALÚRGICOS Y 
COMPORTAMIENTO A FATIGA DE UNIONES SOLDADAS MEDIANTE 
PROCESO MIG DE LA ALEACIÓN AW 7020. 
Autor: BLOEM IRAZABAL CARLOS ALBERTO. 
Año: 1999. 
Universidad: POLITÉCNICA DE VALENCIA. 
La presente investigación aborda el estudio y evaluación del comportamiento 
a fatiga de diferentes uniones soldadas, mediante procedimiento MIG, 
Capítulo I. El Problema 7 
considerando variables de pre-soldeo, del estado térmico del metal base y 
post-soldeo. Para la selección, estado metalúrgico del metal base se realizó 
una evaluación, tanto microestructural como mecánica; y del comportamiento 
de la aleación. Se obtuvo un modelo de envejecimiento que evalúa la 
evolución de un indicador mecánico en función de los parámetros de 
envejecimiento. Para la realización de las uniones se estableció una 
metodología de soldeo en la que se incluye tanto los parámetros de proceso, 
como el procedimiento para la evaluación de las uniones soldadas, 
asegurando así la homogeneidad en las características de la unión. Se 
evaluaron dos procedimientos de soldeo diferentes, y ampliamente utilizados 
en la industria, con la finalidad de estudiar cual presenta mayores cambios 
en la respuesta a fatiga con las diferentes variables, y una fiabilidad en las 
características de la unión que garantice una repetitividad en los ensayos a 
fatiga. La diferencia entre los procesos consistió tanto en el nivel energético 
aportado como en el número de pasadas. Dentro de las posibles opciones de 
preparación de juntas se seleccionó dos de las más empleadas 
industrialmente:a tope y con bisel. Se evaluó, además, dos acabados 
mecánicos post-soldeo, sobre la morfología del sobrecordón, para minimizar 
el efecto de entalla del mismo. Trabajaron con eliminación completa del 
sobrecordón, mediante un amolado, y suavizándolo sin llegar a eliminarlo por 
completo. Se propuso un modelo matemático que se ajusta a los datos 
experimentales obtenidos en las uniones soldadas y en el que se contempla 
la influencia sobre las juntas anteriormente citadas. Este modelo pretende 
predecir, con fiabilidad, la respuesta a fatiga de uniones soldadas de 
aluminio, considerando el efecto de variables como la preparación de juntas, 
al estado metalúrgico de la lámina y la morfología del sobrecordón. 
 
 
8 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
OPTIMIZACIÓN DE UN PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA MIG PARA 
LA ALEACIÓN DE ALUMINIO AA 6061-T6 A TRAVÉS DEL CONTROL 
DEL CALOR SUMINISTRADO. 
Autor: TORRES SALCEDO JAIME ELIAS. 
Año: 2000. 
Universidad: POLITÉCNICA DE VALENCIA. 
Se realizó una investigación para optimizar un procedimiento de soldadura 
GMAW (GAS METAL ARC WELDING), también llamado procedimiento MIG, 
que ha incluido la aplicación de unos tratamientos térmicos y mecánicos 
realizados en forma técnica y económica con posterioridad a la soldadura de 
pletinas de la aleación de Aluminio AA 6061-T6. Para llegar a la optimización 
del proceso de soldeo, se estudió, en forma adecuada, la microestructura de 
la unión y especialmente de la zona afectada por el calor durante el proceso 
de aporte de material, haciendo una evaluación de los niveles de 
precipitación, mediante la microscopía electrónica de transmisión y óptica, 
respaldada por el análisis térmico diferencial de los fenómenos metalúrgicos 
y la variación de las propiedades mecánicas que se generan en la zona 
afectada por el calor, la zona fundida y las zonas de transición. Además se 
utilizó un programa comercial de simulación mediante el cálculo por 
elementos finitos, el cual permitió realizar la modelación de los ciclos 
térmicos, generados por el soldeo MIG de la aleación AA 6061-T6, 
lográndose predicciones con márgenes de desviación en el entorno de 3%. 
El seguimiento de los indicadores mecánicos, mediante los ensayos 
normalizados, permitió optimizar la respuesta mecánica de la unión en 
función de las variables de soldeo investigadas y especialmente en función 
del calor de aporte. Se midieron las temperaturas alcanzadas en diferentes 
puntos de la unión soldada y la microdureza, a través de la junta soldada, en 
Capítulo I. El Problema 9 
probetas extraídas para el ensayo de tracción. La mayor parte de las fallas 
en las muestras ensayadas a tensión ocurrieron en la zona de transición de 
la soldadura, justo en un plano de mínima dureza confirmando con ello las 
hipótesis emitidas. 
 
CONTROL DEL PROCESO DE SOLDADURA MIG A TRAVÉS DEL 
ANÁLISIS DE VARIANCIA 
 
Autor: EVERALDO CÉSAR DE CASTRO (UnC), ANGELO MARCELO 
TUSSET (UnC), PEDROLUIZ DE PAULA FILHO (UnC), ANTONIO PEDRO 
TESSARO (UnC). 
Año: 2008. 
Universidad: UNIVERSITY OF CONTESTADO (BRAZIL, UnC) 
En este trabajo se realizó un estudio entre el proceso de soldadura manual y 
el proceso robotizado considerando piezas preparadas con y sin bisel. 
Ensayos de tracción mostraron que los cuerpos de pruebas soldadas por una 
célula robotizada presentan fuerzas de ruptura más elevadas. Análisis de 
microestructura y ensayos de dureza apuntaron pequeñas diferencias entre 
la soldadura robotizada y la manual. Con la aplicación del Análisis de 
Variancia (ANOVA) se verificó que el bisel influye significativamente en la 
calidad de la soldadura. 
 
INFLUENCIA DEL FLUJO DE GAS PROTECTOR EN LAS PROPIEDADES 
MECÁNICAS Y METALÚRGICAS EN JUNTAS SOLDADAS DE ACERO A-
36 USANDO UN PROCESO DE ROCIADOR Y CORTOCIRCUITO. 
Autor: RODRIGUEZ M. INDIRA, ESPAÑA D. CARMEN 
10 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
Año: 2006. 
Universidad: UNIVERDAD DE CARABOBO. 
En este trabajo se realizó un estudio con el fin de determinar la 
influencia del flujo de gas protector en la unión de juntas soldadas de acero 
bajo carbono mediante los procesos de rociador y cortocircuito (GMAW). El 
comportamiento mecánico resultante se evaluó mediante ensayos de 
tracción, ensayos de dureza y posteriormente la observación microscópica de 
las condiciones tratadas, lo que permitió establecer que el flujo y el método 
que ofrece mayor uniformidad en cuanto a penetración, ancho del cordón, 
mejor acabado de superficie en el estudio macroscópico, y una mejor 
formación de granos en la microscopía fue la muestra a la que se le aplicó el 
método de cortocircuito con un flujo de Argón de 80 (pie3/h). 
 
CCAAPPÍÍTTUULLOO IIII 
MMaarrccoo TTeeóórriiccoo 
2. Bases teóricas 
22..11 AAcceerrooss 
22..11..11 CCoonncceeppttoo 
Los aceros son esencialmente aleaciones, de hierro y carbono hasta 
aproximadamente un 2 por 100 de carbono. Sin embargo, la mayoría de los 
aceros contienen menos de un 0.5 por 100 de carbono. La mayor parte del 
acero se fabrica por oxidación del carbono y otras impurezas en el arrabio 
hasta que el contenido de carbono en el hierro se reduce al nivel requerido. 
22..11..22 MMiiccrrooeessttrruuccttuurraass ddee llooss aacceerrooss 
Los constituyentes metálicos que pueden presentarse en los aceros al 
carbono son: ferrita, cementita, perlita, sorbita, troostita, martensita, bainita, y 
rara vez austenita, aunque nunca como único constituyente. También 
pueden estar presentes constituyentes no metálicos como óxidos, silicatos, 
12 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
sulfuros y aluminatos. El análisis de las microestructuras de los aceros al 
carbono recocidos y fundiciones blancas debe realizarse en base al 
diagrama meta-estable Hierrocarburo de hierro o Cementita. Estas 
microestructuras pueden observarse en el Diagrama Hierro- Carbono que se 
muestra en la figura II.1. 
 
Figura II.1: Diagrama Hierro-Carbono 
Fuente: Trabajo de grado infomeca área de materiales 
Las estructuras que presenta el diagrama de equilibrio (fig II.1) son: 
• Ferrita 
Es una solución sólida de carbono en hierro alfa, su solubilidad a la 
temperatura ambiente es del orden de 0.008% de carbono, por esto se 
considera como hierro puro, la máxima solubilidad de carbono en el hierro 
alfa es de 0,02% a 723ºC. La ferrita es la fase más blanda y dúctil de los 
aceros, cristaliza en la red cúbica centrada en el cuerpo, tiene una dureza de 
90 Brinell y una resistencia a la tracción de 28 Kg/mm2, llegando hasta un 
Capítulo II. Marco Teórico 13 
alargamiento del 40%. La ferrita se observa al microscopio como granos 
poligonales claros. 
 
• Cementita 
Es el carburo de hierro de fórmula Fe3C, contiene 6,67 %C y 93,33 % 
de hierro, es el micro constituyente más duro y frágil de los aceros al carbono 
alcanzando una dureza Brinell de 700 (68 RC) Y cristaliza en la red 
ortorrómbica. 
• Perlita 
Es el microconstituyente eutectoide formado por capas alternadas de 
ferrita y cementita, compuesta por el 88 % de ferrita y 12 % de cementita, 
contiene el 0,8 %C. Tiene una dureza de 250 Brinell, resistencia a la tracción 
de 80 Kg/mrn2 y un alargamiento del 15%; el nombre de perlita se debe a las 
irisaciones que adquiere al iluminarla, parecidas a las perlas. La perlita 
aparece en general en el enfriamiento lento de la austenita y por la 
transformación isotérmica de la austenita en el rango de 650 a 723°C. 
• Austenita 
Es el constituyente más denso delos aceros y está formado por una 
solución sólida por inserción de carbono en hierro ganma. La cantidad de 
carbono disuelto, varía de 0.8 al 2 % C que es la máxima solubilidad a la 
temperatura de 1130°C. La austenita no es estable a la temperatura 
ambiente pero existen algunos aceros al cromo-níquel denominados 
austeníticos cuya estructura es austenita a temperatura ambiente. La 
austenita está formada por cristales cúbicos centrados en las caras, con una 
dureza de 300 Brinell, una resistencia a la tracción de 100 Kg/mm2 y un 
14 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
alargamiento del 30 %, no es magnética 
• Martensita 
Es el constituyente de los aceros templados, está conformado por una 
solución sólida sobre saturada de carbono o carburo de hierro en ferrita y se 
obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su estado austenítico a 
altas temperaturas. 
El contenido de carbono suele variar desde muy poco carbono hasta el 1% 
de carbono, sus propiedades físicas varían con su contenido en carbono 
hasta un máximo de 0.7 %C. 
• Perlita Fina 
Es un agregado muy fino de cementita y ferrita, se produce por un 
enfriamiento de la austenita con una velocidad de enfriamiento ligeramente 
inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita 
en el rango de temperatura de 500 a 600°C, o por revenido a 400°C. 
Sus propiedades físicas son intermedias entre la martensita y la 
sorbita, tiene una dureza de 400 a 500 Brinell, una resistencia a la tracción 
de 140 a 175 Kg/mm2 y un alargamiento del 5 al 10%. Es un constituyente 
nodular oscuro con estructura radial apreciable a unos 1000X y aparece 
generalmente acompañando a la martensita y a la austenita. 
• Sorbita 
Es también un agregado fino de cementita y ferrita. Se obtiene por 
enfriamiento de la austenita con una velocidad de enfriamiento bastante 
Capítulo II. Marco Teórico 15 
inferior a la crítica de temple o por transformación isotérmica de la austenita 
en la zona de 600 a 650°C, o por revenido a la temperatura de 600°C. Su 
dureza es de 250 a 400 Brinell, su resistencia a la tracción es de 88 a 140 
Kg/mm2, con un alargamiento del 10 al 20%. 
• Bainita 
Es el constituyente que se obtiene en la transformación isotérmica de la 
austenita cuando la temperatura del baño de enfriamiento es de 250 a 
500°C. Se diferencian dos tipos de estructuras: la bainita superior de aspecto 
arborescente formada a 500-580°C, compuesta por una matriz ferrítica 
conteniendo carburos. Bainita inferior, formada a 250-400°C tiene un aspecto 
acicular similar a la martensita y constituida por agujas alargadas de ferrita 
que contienen delgadas placas de carburos. 
• Widmanstaetten: 
Esta caracterizada por una simetría que sigue tres o cuatro 
direcciones privilegiadas, y se manifestó en seguida como una estructura de 
fragilidad de los aceros tal como se observa en la figura II.2. El dominio de la 
formación de esta estructura es limitado a (C= 0.2% a 0.4%) cuando los 
sobrecalentamientos son pequeños (fig. II.3a), y se extiende por el lado de 
las concentraciones bajas de carbono cuando la temperatura de 
sobrecalentamiento crece (fig. II.3b). Esta estructura está caracterizada por 
depósitos paralelos a los planos de deslizamiento, su aparición depende de 
la composición química del metal, tamaño del hierro y velocidad de 
enfriamiento. En las juntas soldadas la estructura Widmanstaetten puede 
formarse en el metal fundido y metal base sobrecalentado, también aparece 
a veces, en las piezas de gran masa sometidas a oxicorte. La aparición de 
16 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
esta estructura esta unida, aparte de a la composición química, al ciclo 
térmico impuesto por el soldeo, el cual depende del procedimiento y métodos 
a soldar. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura II.2. Estructura de WIDMANSTAETTEN observada en hierro meteorito. 
Precipitación de los constituyentes siguiendo los planos cristalográficos del octaedro, con lo 
que se originan dos o tres direcciones. 
Fuente: metalurgia de la soldadura, trabajo realizado por Daniel Seferian. 
 
 
 
Figura II.3. Diagrama de Hannemann, que las condiciones de formación de la estructura 
Widmanstaetten para las siguientes calentamientos: en la proximidades de la temperatura 
A3(722) fig.II.3.a, a las temperaturas de sobrecalentamiento II.3b. 
Fuente: Metalurgia de la soldadura, trabajo realizado por Daniel Seferian. 
Capítulo II. Marco Teórico 17 
22..11..33 SSoollddaabbiilliiddaadd ddee llooss aacceerrooss 
Se puede decir que la soldabilidad de un acero se define como la 
respuesta que presenta el acero a los ciclos térmicos en un ambiente 
determinado y durante la operación de soldadura. 
El riesgo de agrietamiento en un acero soldado, o sea, grado de 
soldabilidad, puede correlacionarse con las siguientes variables: contenido 
de hidrógeno, micro estructura (composición química y tasa de enfriamiento) 
y el nivel de tensiones aplicada. 
Así pues, se tiene que tanto la composición química como la tasa de 
enfriamiento aplicada, controlan prácticamente la microestructura final del 
acero, por consiguiente son factores importantes que determinan la 
soldabilidad. 
La soldabilidad puede abordarse bajo los tres aspectos siguientes: 
 La soldabilidad operatoria, relativa a la operación de soldadura, 
estudia las condiciones de realización de las uniones por fusión o por 
cualquier otro procedimiento, por ejemplo, por presión. 
 La soldabilidad metalúrgica, relativa a las modificaciones físico -
químicas resultado de la operación de soldadura. 
 La soldabilidad constructiva o global, que se dedica a definir las 
propiedades de conjunto de la construcción por la sensibilidad de la 
unión o la deformación y a la rotura bajo efecto de las tensiones. 
Así pues, se dice que un metal o aleación es soldable si satisface a 
estas tres condiciones. La primera es perentoria, si un metal es refractario al 
arco o si no puede dar una unión continua, no es soldable. De un modo 
18 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
general, puede realizarse la soldadura de los metales y aleaciones 
industriales ya sea de forma indirecta o mediante el empleo de un artificio. 
La soldabilidad metalúrgica está ligada a las transformaciones que 
sufre el metal o aleación durante la unión. Este término debe tomarse en su 
más amplio sentido; efectivamente, la transformación puede afectar las 
características mecánicas. 
Por último la soldabilidad constructiva es fusión de otras propiedades 
físicas del metal: dilatación - contracción, produciendo deformaciones y 
creando tensiones que son origen de grietas que pueden tener su nacimiento 
en la soldadura. 
Estas breves consideraciones hacen ver la complejidad del problema 
que lleva a establecer una serie de condiciones que han de satisfacer los 
metales soldables. 
2.1.3.1 Soldadura por arco eléctrico 
Para realizar una soldadura por arco eléctrico se induce una 
diferencia de potencial entre el electrodo y la pieza a soldar, con lo cual se 
ioniza el aire entre ellos y pasa a ser conductor, de modo que se cierra el 
circuito y se crea el arco eléctrico. El calor del arco funde parcialmente el 
material de base y funde el material de aporte, el cual se deposita y crea el 
cordón de soldadura como se muestra en la figura II.4. 
 
2.1.3.2 Elementos presentes en la soldadura por arco eléctrico: 
 Electrodo: Son varillas metálicas preparadas para servir como polo del 
circuito; en su extremo se generael arco. En algunos casos, sirven 
Capítulo II. Marco Teórico 19 
también como material fundente. La varilla metálica a menudo va 
recubierta de distintos materiales, en función de la pieza a soldar y del 
procedimiento empleado. 
 
Figura II.4. Soldadura por arco eléctrico 
Fuente: Trabajo de grado de UMSS, Facultad de ciencias y Tecnología. 
 
 Plasma: Está compuesto por electrones que transportan la corriente y 
que van del polo negativo al positivo, de iones metálicos que van del 
polo positivo al negativo, de átomos gaseosos que se van ionizando y 
estabilizándose conforme pierden o ganan electrones, y de productos 
de la fusión tales como vapores que ayudarán a la formación de una 
atmósfera protectora. Esta zona alcanza la mayor temperatura del 
proceso. 
 Llama: Es la zona que envuelve al plasma y presenta menor 
temperatura que éste, formada por átomos que se disocian y 
20 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
recombinan desprendiendo calor por la combustión del revestimiento 
del electrodo. Otorga al arco eléctrico su forma cónica. 
 Baño de fusión: La acción calorífica del arco provoca la fusión del 
material, donde parte de éste se mezcla con el material de aportación 
del electrodo, provocando la soldadura de las piezas una vez 
solidificado. 
 Cráter: Surco producido por el calentamiento del metal. Su forma y 
profundidad vendrán dadas por el poder de penetración del electrodo. 
 Cordón de soldadura: Está constituido por el metal base y el material 
de aportación del electrodo y se pueden diferenciar dos partes: la 
escoria, compuesta por impurezas que son segregadas durante la 
solidificación y que posteriormente son eliminadas, y el sobre espesor, 
formado por la parte útil del material de aportación y parte del metal 
base, que es lo que compone la soldadura en sí. 
Actualmente el método de soldadura por arco eléctrico es el 
procedimiento industrial más utilizado para la unión de aceros y otros 
metales no ferrosos. Este tipo de soldadura se clasifica según la atmósfera 
que rodea al arco eléctrico, o según la naturaleza del electrodo. 
Esta clasificación es la siguiente: 
 Soldadura por arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW). 
 Soladura por arco eléctrico con electrodo de grafito. 
 Soldadura por arco eléctrico en medio gaseoso reductor o por 
hidrógeno atómico. 
 Soldadura por arco eléctrico en medio de gaseoso inerte (GTAW; 
Capítulo II. Marco Teórico 21 
GMAW). 
 Soldadura por arco eléctrico bajo un flujo conductor. 
 Soldadura por arco eléctrico con presión. 
En este trabajo se aplicaron los métodos de soldadura en medio de gas 
inerte (GMAW), utilizando proceso de cortocircuito, globular y Rociado. 
 
 
22..11..44 MMeettaalluurrggiiaa ddee llaa ssoollddaadduurraa 
La metalurgia de la soldadura se ocupa de estudiar las modificaciones 
físicas y químicas que resultan de la operación de este proceso, como una 
forma de comparar las diferentes propiedades metalúrgicas de la unión 
soldada. Por consiguiente, se puede decir que el estudio de la metalurgia de 
la soldadura es necesario para llevar a cabo este trabajo de investigación, 
cuyo propósito es principalmente evaluar las propiedades mecánicas de la 
soldadura. 
 
 
2.1.4.1 La soldabilidad metalúrgica depende de dos factores 
1.- El proceso de soldadura, el cual fue descrito como soldadura en medio de 
gas inerte (GMAW). 
2.- La microestructura obtenida, como se puede observar a continuación. 
 
Los granos aparecen primero en la línea de fusión, en donde la 
temperatura es relativamente baja y crecen con rapidez diferente, porque al 
aumentar de tamaño y al hacer presión los cristales unos con otros, cada uno 
actúan de acuerdo con el estado de su crecimiento. Sin embargo, los granos 
en crecimiento pueden empujar hacia fuera las inclusiones metálicas, hasta 
22 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
la superficie de la soldadura. Esta es la razón por la cual en la soldadura que 
se aplica hacia arriba, la escoria aparece sobre la superficie de la soldadura 
y no flotando hacia la raíz del cordón. No se trata de flotación en absoluto 
sino de un estado en el que el material no metálico es forzado hacia fuera del 
metal líquido al comenzar a formarse los cristales y a hacer presión unos con 
otros. 
 
 
Figura II.5: Zonas afectadas por el calor en una unión soldada. 
Fuente: Trabajo de grado, Evaluación de las propiedades mecánicas de un acero ASTM-36 
sometido a diferentes condiciones de hidrogeno inducido en uniones soldadas, UC 
 
22..11..55 CCaalliiddaadd ddee llaa ssoollddaadduurraa 
La unión soldada debe tener las cualidades necesarias para 
desempeñar su función esperada en servicio. Para ello, la unión ha de 
poseer las propiedades físicas y mecánicas requeridas, y para esto pueden 
ser necesarias ciertas microestructuras y composición química. También son 
Capítulo II. Marco Teórico 23 
importantes el tamaño y la forma de la soldadura, así como la integridad de la 
unión. En todos estos aspectos influyen los materiales base, los materiales 
de soldadura y la manera de soldar. La soldadura por arco de metal protegido 
es un proceso manual, y la calidad de la unión depende de la habilidad del 
soldador que la produce. Por esta razón, es preciso seleccionar con cuidado 
los materiales que se usarán, el soldador debe ser apto, y el procedimiento 
que use debe ser el correcto. 
También se debe tener en cuenta para una soldadura de calidad los 
siguientes parámetros: 
a) Corriente de soldadura 
La soldadura por arco de metal protegido puede efectuarse con 
corriente tanto alterna como continua, siempre que se use el electrodo 
adecuado. El tipo de corriente de soldadura, la polaridad y los constituyentes 
de la cobertura afectan la rapidez de fusión de todos los electrodos cubiertos. 
Para un electrodo determinado, la rapidez de fusión se relaciona 
directamente con la energía eléctrica suministrada al arco. Parte de esta 
energía se destina a fundir una porción del metal base, y otra parte sirve para 
fundir el electrodo. 
 
b) Corriente continua 
La corriente continua siempre produce un arco más estable y una 
transferencia de metal más uniforme que la corriente alterna. Esto se debe a 
que la polaridad de la corriente no está cambiando todo el tiempo como 
sucede con la corriente alterna. La mayor parte de los electrodos cubiertos 
trabajan mejor con polaridad inversa (electrodo positivo). La polaridad 
inversa logra mayor penetración, pero la directa aumenta la rapidez de fusión 
del electrodo. 
24 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
El arco de corriente continua hace que el charco de soldadura recubra 
mejor las superficies de unión y produce una franja de soldadura de 
dimensiones más uniformes, incluso con amperajes bajos. Por esta razón, la 
corriente continua es ideal para soldar secciones delgadas. La corriente 
continua es preferida para soldar en posición vertical y también para soldar 
con arco corto. 
 
c) Amperaje 
Los electrodos cubiertos con tamaño y especificación específicos 
pueden operar de manera satisfactoria a diversos amperajes dentro de cierto 
intervalo. Este intervalo varía dependiendo del espesor y la formulación de la 
cobertura para un tipo y tamaño de electrodo, el amperaje óptimo depende 
de varios factores como la posición de la soldadura y el tipo de unión. El 
amperaje debe ser suficiente para obtener una buena fusión y penetración 
sin perder el control del charcode soldadura. 
 
22..11..66 FFuunnddaammeennttooss yy tteeoorrííaa ddee ssoollddaadduurraa ppoorr aarrccoo eellééccttrriiccoo ccoonn ggaass 
iinneerrttee,, pprroocceessoo ((GGMMAAWW // MMIIGG)).. 
 
En la soldadura MIG, como su nombre indica, el gas es inerte; no 
participa en modo alguno en la reacción de soldadura como podemos 
observar en la figura II.6. Su función es proteger la zona crítica de la 
soldadura de oxidaciones e impurezas exteriores. Se emplean usualmente 
los mismos gases que en el caso de electrodo no consumible, argón, menos 
frecuentemente helio, y mezcla de ambos. 
El uso de este método de soldadura MIG es cada vez más frecuente 
en el sector industrial. En la actualidad, es uno de los métodos más utilizados 
en Europa occidental, Estados Unidos y Japón en soldaduras de fábrica. Ello 
Capítulo II. Marco Teórico 25 
se debe, entre otras cosas, a su elevada productividad y a la facilidad de 
automatización, lo que le ha valido para abrirse un lugar en la industria 
automovilística. La flexibilidad es la característica más sobresaliente del 
método MIG, ya que permite soldar aceros de baja aleación, aceros 
inoxidables, aluminio y cobre, en espesores a partir de los 0,5 mm y en todas 
las posiciones. La protección por gas garantiza un cordón de soldadura 
continuo y uniforme, además de libre de impurezas y escorias. Además, la 
soldadura MIG / MAG es un método limpio y compatible con todas las 
medidas de protección para el medio ambiente. 
 
 
Figura II.6. Soldadura metálica con arco eléctrico y gas (GMAW). 
Fuente: Trabajo de grado de UMSS, Facultad de Ciencias y Tecnología. 
 
 
2.1.6.1 Descripción general 
La Soldadura metálica con arco eléctrico y gas o Soldadura MIG 
(metal inert gas) es también conocida como Gas Arco Metal o MAG. La 
soldadura metálica con arco eléctrico y gas (en inglés gas metal arc welding, 
GMAW) es un proceso en el cual el electrodo es un alambre metálico 
desnudo consumible y la protección se proporciona inundando el arco 
eléctrico con un gas. El alambre desnudo se alimenta en forma continua y 
automática desde una bobina a través de la pistola de soldadura, como se 
ilustra en la figura II.7 y la figura II.8 se muestra una pistola de soldadura. En 
la GMAW se usan diámetros de alambre que van desde 0,8 a 6,4 mm, el 
26 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
tamaño depende del grosor de las partes que se van a unir y la velocidad de 
deposición deseada. 
Para protección se usan gases inertes como el argón y el helio y 
también gases activos como el dióxido de carbono. La elección de los gases 
(y sus mezclas) dependen del material que se va a soldar, al igual que de 
otros factores. Se usan gases inertes para soldar aleaciones de aluminio y 
aceros inoxidables, en tanto que normalmente se usa C02 para soldar aceros 
al bajo y mediano carbono. La combinación del alambre de electrodo 
desnudo y los gases protectores eliminan el recubrimiento de escoria en la 
gota de soldadura y, por tanto, evitan la necesidad del esmerilado y limpieza 
manual de la escoria. Por tal razón, el proceso de GMAW y gas es ideal para 
hacer múltiples pasadas de soldadura en la misma unión. 
 
 
Figura II.7 Pistola para soldadura metálica con arco eléctrico y gas. 
Fuente: Trabajo de grado de UMSS, Facultad de ciencias y Tecnología. 
 
 
Figura II.8 Operación realizada mediante el proceso MIG. 
Fuente: Trabajo de grado de UMSS, Facultad de ciencias y Tecnología. 
Capítulo II. Marco Teórico 27 
Los diferentes metales en los que se usa la soldadura GMAW y las 
propias variaciones del proceso han dado origen a diferentes nombres. La 
primera vez que se introdujo el proceso a fines de los años cuarenta del siglo 
XX, se aplicó a la soldadura de aluminio usando un gas inerte (argón) para 
protección del arco eléctrico. Este proceso recibió el nombre de soldadura 
metálica con gas inerte (en inglés MIG welding, metal inert gas welding). 
Cuando este proceso de soldadura se aplicó al acero, se encontró que los 
gases inertes eran costosos y se usó C02 como sustituto. Por tanto, se aplicó 
el término de soldadura con C02. Algunos refinamientos en el proceso para la 
soldadura del acero condujeron, al uso de mezclas de gases, incluyendo 
dióxido de carbono y argón, e incluso oxígeno y argón. 
El proceso MIG opera en DC (corriente continua) usualmente con el 
alambre como electrodo positivo. Esto es conocido como "Polaridad 
Negativa" (reverse polarity). La "Polaridad Positiva" (straight polarity) es 
raramente usada por su poca transferencia de metal de aporte desde el 
alambre hacia la pieza de trabajo. Las corrientes de soldadura varían desde 
unos 50 Amperios hasta 600 Amperios en muchos casos en voltajes de 15V 
hasta 32V, un arco auto-estabilizado es obtenido con el uso de un sistema de 
fuente de poder de potencial constante (voltaje constante) y una alimentación 
constante del alambre. 
Continuos desarrollos al proceso de soldadura MIG lo han convertido 
en un proceso aplicable a todos los metales comercialmente importantes 
como el acero, aluminio, acero inoxidable, cobre y algunos otros. Materiales 
por encima de 0,76 mm de espesor pueden ser soldados en cualquier 
posición, incluyendo de piso, vertical y sobre cabeza. Es muy simple escoger 
el equipo, el alambre o electrodo, el gas de la aplicación y las condiciones 
óptimas para producir soldaduras de alta calidad a muy bajo costo. 
28 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
El proceso básico MIG incluye tres técnicas muy distintas: 
Transferencia por "Corto circuito", transferencia "Globular" y la transferencia 
de "Arco Rociado" (Spray Arc). Estas técnicas describen la manera en la cual 
el metal es transferido desde el alambre hasta la soldadura fundida. 
 
Figura Il.9. Técnicas de transferencia del metal hasta la soldadura fundida en la soldadura 
MIG. 
En la transferencia por corto circuito, también conocido como "Arco 
Corto", "Transferencia espesa" y "Micro Wire", la transferencia del metal 
ocurre cuando un corto circuito eléctrico es establecido, esto ocurre cuando 
el metal en la punta del alambre hace contacto con la soldadura fundida. 
En la transferencia por rociado (spray arc), diminutas gotas de metal 
fundido llamadas "Moltens" son arrancadas de la punta del alambre y 
proyectadas por la fuerza electromagnética hacia la soldadura fundida. 
En la transferencia globular el proceso ocurre cuando las gotas del 
metal fundido son lo suficientemente grandes para caer por la influencia de la 
fuerza de gravedad. Los factores que determinan la manera en que los 
moltens son transferidos son la corriente de soldadura, el diámetro del 
alambre, la distancia del arco (voltaje), las características de la fuente de 
poder y el gas utilizado en el proceso. 
Capítulo II. Marco Teórico 29 
La soldadura MIG es un proceso versátil, con el cual se puede 
depositar soldadura a un rango muy alto y en cualquier posición. El proceso 
es ampliamente usado en láminas de acero de bajo y mediano calibre de 
fabricación y sobre estructuras de aleación de aluminio particularmente 
donde existe un alto requerimiento de trabajo manual o trabajo de soldador. 
Desde su aparición en el mundo de la soldadura, todas las agencias de 
regulación y clasificación de los metales de aporte tomaron muy en serio este 
proceso y la creación de su propio código de clasificación fue indispensable, 
en el caso de la Sociedad Americana de Soldadura AWS, se crearon dos 
códigos por separado, uno para las aleaciones de bajo contenido de carbono 
o también conocido como acero dulce y uno para las aleaciones de altocontenido de carbono o donde la composición química final del material 
aportado fuera cambiada de forma dramática. 
 
2.1.6.2 Clasificación AWS para los metales de aporte electrodos de baja 
aleación de acero para soldadura de arco protegida por gas 
 
ERl - XXX2 S3 - XXX4 
 
1.- Las primeras dos letras identifican como alambre o varilla desnuda 
2.- Los tres primeros números indican la resistencia a la tracción en miles de 
libra/in2 La letra intermedia indica que el tipo de alambre es sólido. 
3.- Los últimos tres dígitos indican la Composición química del alambre lo 
que determina la ejecución correcta de este proceso es: 
 La fluidez de la soldadura fundida. 
 La forma del cordón de la soldadura y sus bordes. 
 La chispa o salpicaduras que genera (Spatter). 
 
30 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
2.1.6.3 Clasificación AWS para los metales de aporte electrodos de acero al 
carbono para soldadura de arco protegida por gas 
 
ER1- XX2 S3 -X4 
 
1.- Las primeras dos letras identifican como alambre o varilla desnudas 
2.- Los tres primeros números indican la resistencia a la tracción en miles de 
libra/in2 
3.- La letra intermedia indica que el tipo de alambre es sólido. 
4.- Composición química del alambre 
 Un buen procedimiento de soldada está caracterizado por la poca 
presencia de porosidad, buena fusión, y una terminación libre de grietas o 
quebraduras. La porosidad, es una de las causas más frecuentemente 
citadas de una soldadura pobremente ejecutada, es causada por el exceso 
de oxígeno de la atmósfera, creada por el gas usado en el proceso y 
cualquier contaminación en el metal base, que, combinado con el carbono en 
el metal soldado forma diminutas burbujas de monóxido de carbono (CO). 
Algunas de estas burbujas de CO pueden quedar atrapadas en la soldadura 
fundida después que se enfría y se convierten en poros mejor conocidos 
como porosidad. 
 
2.1.6.4 Control de la porosidad 
Una suficiente desoxidación del cordón de soldadura es necesaria 
para minimizar la formación de monóxido de carbono CO y, por consiguiente, 
la porosidad. Para lograr esto, algunos fabricantes han desarrollado 
alambres que contienen elementos con los cuales el oxígeno se combina 
preferentemente al carbono para formar escorias inofensivas. Estos 
Capítulo II. Marco Teórico 31 
elementos, llamados desoxidantes, son manganeso (Mn), silicón, titanio (Ti), 
aluminio (Al), y zirconio (Zr). 
Aluminio, titanio y zirconio son los desoxidantes más poderosos, 
quizás cinco veces más efectivos que el manganeso y el silicón, no obstante 
estos últimos dos elementos afectan de manera especial el proceso y por 
eso no son ampliamente utilizados, las cantidades de manganeso podrían 
variar desde 1,10% hasta 1,58% y en el caso del silicón desde un 0,52% 
hasta 0,87%. 
 
2.1.6.5 Influencia del gas y el arco de la soldadura 
El uso de Anhídrido Carbónico (C02) causa más turbulencias en la 
transferencia del metal del alambre al metal base con la tendencia a crear 
cordones de soldadura más abultados y un alto incremento de las 
salpicaduras. 
Las mezclas de gases con bases de Argón (Ar) proveen transferencias 
de metales más estables y uniformes, buena forma del cordón de soldadura 
y las salpicaduras son reducidas al mínimo, además de un rango más bajo 
en la generación de humo. 
 
 
2.1.6.6 Equipo para la soldadura MIG generador de soldadura 
Los generadores más adecuados para la soldadura por el 
procedimiento MIG son los rectificadores y los convertidores (aparatos de 
corriente continua). La corriente continua con polaridad inversa mejora la 
fusión del hilo, aumenta el poder de penetración, presenta una excelente 
acción de limpieza y es la que permite obtener mejores resultados. 
32 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
En la soldadura MIG, el calor se genera por la circulación de corriente 
a través del arco, que se establece entre el extremo del hilo electrodo y la 
pieza. La tensión del arco varía con la longitud del mismo. Para conseguir 
una soldadura uniforme tanto la tensión como la longitud del arco deben 
mantenerse constantes. En principio, esto podemos lograrIo de dos formas; 
(1) Alimentando el hilo a la misma velocidad con que éste se va fundiendo; o 
(2), fundiendo el hilo a la misma velocidad con que se produce la 
alimentación. A continuación se presenta el diagrama esquemático del 
equipo MIG. 
 
Figura II.10. Equipo para soldadura GMAW (MIG). 
Fuente: Trabajo de grado de UMSS, Facultad de ciencias y Tecnología. 
Capítulo II. Marco Teórico 33 
1.Una máquina soldadora. 
2. Un alimentador que controla el avance del alambre a la velocidad 
requerida. 
3. Una pistola de soldar para dirigir directamente el alambre al área de 
soldadura. 
4. Un gas protector para evitar la contaminación del baño de fusión. 
5. Un carrete de alambre del tipo y diámetro especificado. 
 
 
2.1.6.6.1 Beneficios del sistema MIG. 
1. No genera escoria. 
2. Alta velocidad de deposición. 
3. Alta eficiencia de deposición. 
4. Fácil de usar. 
5. Mínima salpicadura. 
6. Aplicable a altos rangos de espesores. 
7. Baja generación de humos. 
8. Es económica. 
9. La pistola y los cables de soldadura son ligeros haciendo más fácil su 
manipulación. 
10. Es uno de los más versátiles entre todos los sistemas de soldadura. 
 
 
2.1.6.7 Técnica de soldadura MIG por corto circuito 
 
La soldadura MIG por la técnica de corto circuito se obtiene usando un 
alambre de bajo calibre de 0,76 mm (0,030 pulg.) hasta 1,1 mm (0,045 pulg.) 
de diámetro y la operación se efectúa con un arco más corto (bajo voltaje) y 
34 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
corriente mas baja. El producto final es un cordón de soldadura más reducido 
que se enfría más rápido. 
 Esta técnica de soldadura es particularmente útil para juntar materiales más 
delgados en cualquier posición, así como materiales más gruesos en 
posición vertical y sobre cabeza, también para rellenar grandes cavidades. 
La técnica de soldadura por corto circuito debería ser usada donde sea 
requerido evitar la distorsión de la pieza a ser soldada. 
El metal es transferido desde el alambre a la soldadura fundida sólo 
cuando se establece el contacto entre éstos, o cada vez que ocurra un corto 
circuito. El alambre hace cortocircuito con la pieza de 20 a 200 veces por 
segundo. 
Al momento que el alambre toca la soldadura fundida, la corriente 
comienza a incrementarse hasta alcanzar el punto de corto circuito, entonces 
el metal es transferido, se enciende el arco pero como el alambre es 
alimentado más rápido de lo que en realidad se puede fundir, eventualmente 
el arco es apagado (extinguido) por otro corto circuito. 
 
Tabla N° II.1: Rangos de corriente óptimos para el cortocircuito con diferentes diámetros de 
alambres 
Diámetro del electrodo Corriente en Amperios 
mm pulgadas Mínimo Máximo 
0,076 0,030 50 150 
0,090 0,035 75 175 
1,1 0,045 100 225 
 
Fuente: Trabajo de investigación "Técnica de cortocircuito en la soldadura MIG" 
Para asegurar la buena estabilidad del arco, cuando se usa esta 
técnica, debe ser empleada una corriente de soldadura relativamente baja, la 
Capítulo II. Marco Teórico 35 
tabla II.1 ilustra los rangos de corriente óptimos para el corto circuito con 
diferentes diámetros de alambres, estos rangos pueden ser una referencia 
dependiendo del gas seleccionado. 
 
 
 
2.1.6.8 Técnica de rociado de la soldadura MIG 
Elevando los niveles de corrientey voltaje más allá de los límites de la 
soldadura por corto circuito y la globular, la transferencia del metal se 
convierte en un arco eléctrico que produce un rocío de metal (Spray Arc). La 
corriente mínima con la cual esto ocurre es llamada "corriente de transición", 
en la tabla II.2 presentamos algunos parámetros de corriente mínima de 
transición empleados para este método de transferencia. 
 
Tabla Il.2. Rangos de corriente óptimos para el generar el método de rociado en la 
soldadura MIG, con diferentes diámetros de alambres. 
Tipo de electrodo Diámetro del Alambre Gas Protector 
Corriente Mínima 
de transición en 
(Alambre) Mm Pulg. (Amp) 
Bajo Carbón 0,89 0,035 98%Argón-2%oxy 165 
Bajo Carbón 1,1 0,045 98%Argón-2%oxy 220 
Bajo Carbón 1,3 0,052 98%Argón-2%oxy 240 
 
Fuente: Trabajo de investigación "Técnica de Rociado en la soldadura MIG" 
 
 
36 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
 
 
Figura II.11: Técnica de Rociado: (Muestra la fina columna del alambre, la punta afinada por 
el rociado y las gotas de metal del alambre (Moltens) son reducidas en diámetro dejando la 
posibilidad de un arco estable, sólo en raros casos esta técnica produce corto circuito y las 
salpicaduras son muy poco asociadas con esta técnica de soldadura). 
 
La soldadura por rociado puede producir altos rangos de deposición 
de soldadura, esta técnica de soldadura es generalmente usada para juntar 
materiales de 2,4 mm (3/32 pulg. de espesor) en adelante, excepto en las 
aplicaciones sobre aluminio o cobre, la soldadura por rociado esta 
generalmente restringida para la posición de piso por el monto de la 
soldadura fundida liquida que maneja, sin embargo, acero de bajo carbono 
puede ser soldado en otras posiciones con esta técnica cuando los cordones 
de soldadura son más delgados; generalmente con alambres de 0,089 mm. 
(0,035 pulg.) o 1.1 mm (0,045 pulg.) de diámetro. 
Existe una variación de la técnica de rociado conocida como 
"Soldadura de Arco Rociado Pulsada" también conocida como soldadura 
pulsada. En la soldadura pulsada, la corriente es variada entre los valores 
bajos y altos, la baja corriente está por debajo de la corriente de transición, 
mientras que el valor alto se mantiene bien dentro de la región de arco 
Capítulo II. Marco Teórico 37 
rociado. El metal de aporte es sólo transferido al metal base durante el 
periodo de alta corriente. 
Usualmente una cantidad de metal rociado llamado "Doplef" es 
transferida durante cada periodo de corriente alta. Dado que el periodo de 
corriente está dentro de la región de arco rociado, la estabilidad del arco con 
esta técnica es muy similar a la de la soldadura por rociado convencional. El 
periodo de baja corriente mantiene el arco y sirve para reducir la corriente 
promedio, por consiguiente, la técnica de rociado pulsado produciría un arco 
rociado a un promedio de corriente más baja de la requerida para el rociado 
convencional. El promedio bajo hace posible lograr soldaduras en materiales 
más delgados, con técnica de rociado, usando alambres más gruesos, que 
en cualquier otro caso sería imposible. La soldadura de arco pulsado puede 
también ser usada en materiales pesados y en posiciones especiales 
 
 
2.1.6.9 Técnica de deposición globular de la soldadura MIG 
 
 En tanto que la corriente y el voltaje de soldadura son incrementados 
por encima del máximo recomendado para la soldadura de arco por la 
técnica de corto circuito, el metal transferido comienza a tener una apariencia 
diferente, esta técnica es comúnmente conocida como transferencia globular. 
Usualmente las gotas de metal o moltens superan en diámetro al alambre 
mismo haciéndolas tan pesadas que se desprenden cayendo ayudadas por 
el efecto de la gravedad. 
Esta técnica es muy poco usada por su dependencia de la posición de 
piso, ya que depende de la gravedad para completar el efecto de la técnica, 
este modo de soldar podría ser errático en ciertas aplicaciones y presenta 
muchas veces salpicaduras y los cortos circuitos del alambre son muy 
38 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
comunes, restando tiempo al proceso, no obstante algunos han logrado 
estabilizar el proceso convirtiéndolo en una técnica alternativa en 
aplicaciones especiales. 
La soldadura MIG es uno de los tipos de soldadura más utilizado en la 
actualidad debido a las ventajas y beneficios que este proceso presenta. En 
este tipo de soldadura existen diversos medios de transferencia del material 
de aporte entre los cuales se tienen el de transferencia por cortocircuito, 
transferencia globular y transferencia de arco rociado (Spray), se desea 
determinar cuál de estos medios nos ofrece las propiedades mecánicas y 
microestructurales más adecuadas sobre el cordón de soldadura realizado 
en el acero inoxidable austenítico, para distintas aplicaciones donde se utiliza 
cada uno de los modos de transferencia del aporte de material. 
CCAAPPÍÍTTUULLOO IIIIII 
MMaarrccoo MMeettooddoollóóggiiccoo 
3.1 Nivel de la investigación 
 
 La estrategia utilizada para solucionar el problema planteado estuvo 
dentro de la investigación descriptiva y experimental. Descriptiva la cual 
consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con 
el fin de establecer su estructura o comportamiento, no se limita a la 
recolección de datos, sino a la predicción e identificación de las relaciones 
que existen entre dos o más variables, debido a que se pretende estudiar la 
influencia del modo de transferencia de material de aporte sobre las 
propiedades mecánicas y microestructurales de la junta soldada; y 
Experimental debido a que para evaluar las propiedades de las juntas 
soldadas del acero inoxidable austenítico AISI - 304 se realizaron ensayos 
experimentales a las mismas, variando el modo de transferencia del material 
de aporte; los cuales son: 
 Transferencia por Cortocircuito. 
 Transferencia Globular. 
 Transferencia por Arco Rociado. 
40 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
 Las juntas provenientes del metal base AISI – 304 fueron soldadas a 
tope, a las mismas se les realizó un bisel a 60º, para un espesor de lamina 
de 6mm. Se utilizó como material de aporte un alambre AWS - ER308. El gas 
de protección que se utilizó fue el mismo para realizar todos los cordones, y 
se restringió a 100% Argón, ya que el estudio se enfocó en los efectos de la 
variación del modo de transferencia del material de aporte sobre las juntas 
soldadas. 
Los parámetros de soldadura establecidos se obtuvieron al realizar 
varias pruebas con la máquina de soldar ya que la misma por defecto, ajusta 
los valores, de acuerdo a su mejor rendimiento. 
De este modo, Los parámetros de soldadura establecidos son: 
 Voltaje 
 Intensidad de Corriente 
 Longitud de arco 
 Caudal de gases 
 Velocidad de soldeo 
 Velocidad de alimentación del alambre 
 Tipo de transferencia 
 
3.2 Diseño de la investigación 
 Para alcanzar los objetivos planteados en este trabajo se siguieron 
tantos los lineamientos de una investigación documental, como los de una 
investigación experimental, es decir se recurrió a la revisión bibliográfica y a 
la realización de ensayos normalizados. 
Capítulo III. Marco Metodológico 41 
Para lograr los objetivos enmarcados en esta investigación es 
necesario establecer un plan de trabajo en el cual se puede observar los 
pasos a realizar como se indican a continuación: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura III.1 Flujograma experimentalCaracterización de los materiales a utilizar 
Caracterización del material base 
 
Lamina de acero inoxidable 
AISI - 304 
Caracterización del material de aporte 
 
Alambre de acero inoxidable 
AWS – ER308 
Diseño y preparación de juntas 
 
 
 
 
Proceso de soldadura GMAW 
Parámetros de soldadura 
 
 Voltaje 
 Intensidad de Corriente 
 Longitud de arco 
 Gas protector 
 Caudal de gases 
 Velocidad de soldeo 
 Velocidad de alimentación del alambre 
 
Modo de transferencia del aporte 
 
A. Transferencia por 
cortocircuito. 
 
B. Transferencia Globular. 
 
C. Transferencia por Arco 
Rociado 
 
 
Preparación de Probetas 
 
A. Cortocircuito; 5 tracción, 1 dureza, macro y microscopía, 3 doblado. 
 
B. Globular; 5 tracción, 1 dureza, macro y microscopía, 3 doblado. 
 
C. Arco rociado; 5 tracción, 1 dureza, macro y microscopía, 3 doblado. 
 
D. 
Ensayo de tracción Ensayo de microscopía Ensayo de Doblado 
Ensayo de dureza 
Conclusiones 
Recomendaciones 
Análisis de resultados 
42 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
3.3 Población y muestra 
 En el presente trabajo la población se encuentra representada por el 
acero inoxidable austenítico AISI 304. Las muestras estuvieron constituidas 
por 27 probetas en total; de las cuales 15 para el ensayo de tracción, 9 
probetas para ensayo de doblado y 3 probetas para el estudio metalográfico 
y para ensayo de microdureza. Por lo que se tiene que para cada modo de 
transferencia del aporte se tuvo un total de 9 probetas distribuidas de la 
siguiente manera, 5 para el ensayo de tracción, 3 para el ensayo de doblado 
y 1 para el estudio metalográfico y microdureza. 
3.4 Materiales y equipos a utilizar 
1. Lámina de acero inoxidable AISI 304 de dimensiones 1400 mm x 340 
mm x 6 mm. 
2. Electrodos AWS – ER308 de 0,9 mm de diámetro 
3. Máquina de soldar Lincoln Electric modelo Powertec 300C por arco 
metálico con protección gaseosa GMAW. 
4. Equipo Galdabini para el ensayo de tracción y doblado. 
5. Microdurómetro Vickers. 
6. Equipo para ataque electrolítico marca ElecroMet. 
7. Microscopios ópticos 
8. Pulidora metalográfica. 
9. Esmeril angular. 
Capítulo III. Marco Metodológico 43 
10. Guillotina. 
11. Mandril macho y hembra para el ensayo de doblado. 
12. Cámara digital. 
3.5 Herramientas a utilizar 
1. Vernier, tiza para metal, lentes protectores, bata de laboratorio, 
guantes, entre otros. 
2. Papeles de lija de finura de grano creciente: 120, 240, 280, 320, 400, 
600, 1200. 
3. Alúmina en polvo fina y gruesa. 
4. Acido Oxálico al 10%. 
5. Etanol. 
6. Secador. 
3.6 Procedimiento experimental 
33..66..11 CCaarraacctteerriizzaacciióónn ddee llooss mmaatteerriiaalleess 
El Procedimiento experimental que se llevó a cabo en esta 
investigación se inició con la caracterización de los materiales a utilizar, entre 
los cuales se tiene como material base una lámina de acero inoxidable 
austenítico AISI - 304 de 6mm de espesor el cual se utiliza en una gran 
diversidad de aplicaciones en la actualidad, este material es recomendado 
para ser usado para construcciones ligeras soldadas en las que el recocido 
44 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
no es práctico o posible, pero que requieren buena resistencia a la corrosión 
por ejemplo: equipos químicos de proceso, equipos de proceso y manejo de 
alimentos, intercambiadores de calor, equipo para hospitales, entre otras 
aplicaciones, además posee un muy buen desempeño en altas temperatura 
(800 a 900 ºC). 
Tabla III.1 Composición Química del acero inoxidable AISI 304 
 Composición química 
%C 
 
0,041 
%Cr 
 
18,03 
%Mn 
 
1,16 
%P 
 
0,029 
%S 
 
0,004 
%Mo 
 
0,068 
%Ti 
 
0,0038 
%Si 
 
0,47 
%Ni 
 
8,14 
%Co 
 
0,111 
%Cu 
 
0,062 
Fuente: Certificado de calidad del acero inoxidable AISI 304, proporcionado por el 
distribuidor. 
Luego se comparó la composición química suministrada por el 
distribuidor con la composición teórica que debería poseer un acero 
inoxidable austenítico AISI-304 (extraído de Di Caprio, 1999) para comprobar 
que los valores suministrados por el proveedor estén dentro del rango de 
valores teóricos y así garantizar que el material posee una composición con 
valores dentro del rango para un acero austenítico. 
Se procedió a realizarle un ensayo de tracción al material base para 
comprobar que las propiedades mecánicas suministradas por el proveedor 
concuerdan con las obtenidas en el ensayo. 
Tabla III.2 Propiedades mecánicas del acero inoxidable AISI 304 
Material 
max (MPa) F (MPa) % Elongación 
Acero inoxidable AISI 304 703 389 53 
Fuente: Certificado de calidad del acero inoxidable AISI 304, proporcionado por el 
distribuidor. 
Capítulo III. Marco Metodológico 45 
Como material de aporte un alambre AWS – ER308, este material 
posee como principal aplicación la soldadura de aceros inoxidables, 
mediante procesos de GMAW (MIG), GTAW (TIG), este electrodo es el que 
utiliza específicamente para el tipo acero inoxidable de la soldadura de 304H. 
Tabla III.3 Composición química del metal depositado AWS – ER308 
Composición química 
Clasificación 
AWS 
%C %Mn %P %S %Si %Cr %Cu %Ni %Mo 
ER 308 0,03 1-2,5 0,03 0,03 0,3 – 
0,65 
19,5 - 
22 
0,75 9 - 
11 
0,75 
Fuente: Catálogos de electrodos Lincoln Electric, proporcionado por el distribuidor. 
 
33..66..22 PPrreeppaarraacciióónn ddee llaass pprroobbeettaass 
Corte de lámina 
De la lámina de acero inoxidable AISI – 304 de 600mm x 340mm x 
6mm se procedió a extraer seis trozos de 340mm x 100mm x 6mm 
conformando así tres parejas con las medidas de la sección anteriormente 
descrita. Para este procedimiento se utilizó una guillotina. 
Soldadura de las parejas 
La soldadura se le realizó a las tres parejas de trozos de láminas de 
sección 340mm x 100mm x 6mm obteniendo así tres piezas de 340mm x 
200mm x 6mm, utilizando un proceso de soldadura GMAW, la soldadura se 
hizo con un bisel a 60º, a tope como se muestra en la figura III.2: 
46 Influencia del modo de transferencia del aporte en un proceso GMAW sobre las propiedades 
mecánicas y microestructurales de un acero inoxidable austenítico AISI 304 
 
Figura III.2 Diseño de la junta. 
El proceso de soldadura se llevó a cabo variando algunos parámetros 
como intensidad y voltaje para lograr los distintos modos de transferencia del 
aporte (cortocircuito, arco rociado, globular), en la tabla III.4 se presentan los 
parámetros de soldadura para cada modo de transferencia. Estos 
parámetros fueron obtenidos después de una serie de pruebas, partiendo de 
un rango de valores suministrados por un catálogo de la empresa Lincoln, 
seleccionando aquellos donde el cordón de soldadura presentaba mejor 
acabado superficial y deposición del material de aporte. 
 
Tabla III.4 Parámetros de soldadura para los distintos modos de transferencia 
Modo de Transferencia Voltaje (V) Intensidad de corriente (A) Velocidad (pulg/min) 
Arco Rociado 24 197 450 
Corto Circuito 21 135 230 
Globular 29 245 380 
 
Capítulo III. Marco Metodológico 47 
Corte de piezas para elaborar las probetas 
 Después de soldadas las tres piezas se hizo un plano sobre las 
mismas de las distintas porciones de láminas a extraer para luego proceder 
al mecanizado de las distintas probetas. Este plano se realizo según la 
norma ASME sección 9 QW – 463.1 (a) para láminas de menos de 3/4” de 
espesor. 
En la Figura III.3 se muestra el plano que se utilizó para representar 
cada porción de lámina para la elaboración de las probetas con sus 
dimensiones en milímetros. 
 
Figura III.3 Plano para representar cada porción