Influencia de los consumibles de soldadura

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Influencia de los consumibles de soldadura en las propiedades de tracción e impacto de juntas de acero multipaso SMAW Armox 500t frente al metal base.
Autores:
Ambuj saxena
A Kumaraswamy
Madhusudhan reddy
Vemuri madhu
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¿Como surgió la idea?
Los autores buscaban estimar la calidad como su resistencia a la tensión, tracción e impacto de las juntas soldadas por medio del proceso de soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido (SMAW) utilizando como metal base el ARMOX 500T y como material de aporte o electrodo consumible el acero inoxidable austenítico (ASS) y el acero con ferrita de hidrógeno (LHF). 
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Que es la soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido (smaw)
Es la forma mas común de soldadura el cual mediante una corriente eléctrica (ya sea corriente alterna o corriente continua) se forma un arco eléctrico entre el metal a soldar y el electrodo utilizado, produciendo la fusión de este y su depósito sobre la unión soldada. Los electrodos suelen ser de acero suave, y están recubiertos con un material fundente que crea una atmósfera protectora que evita la oxidación del metal fundido y favorece la operación de soldeo.
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¿Por qué los autores eligieron este método de soldadura (smaw)?
Por el metal base a utilizar (Armox 500T): Hay varios procesos de soldadura disponibles para fabricar estructuras de acero de armadura de alta fuerza; sin embargo, SMAW se usa comúnmente para unir secciones gruesas de acero debido al menor costo y la fácil disponibilidad del equipo.
Por los electrodos: Acero inoxidable austenítico (ASS) y acero con ferrita de hidrógeno (LHF) son comúnmente utilizado para SMAW de aceros templados y revenidos para prevenir el agrietamiento inducido por hidrógeno (HIC), ya que tienen mayor solubilidad del hidrógeno en fase austenítica.
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¿Por qué utilizar el armox 500t como metal base?
Los autores eligieron este acero ya que buscaban estimar las propiedades mecánicas de las juntas soldadas con dichos electrodos para fabricar cascos de barcos, engranajes de aterrizaje, armaduras para vehículos de transporte de fondos, vehículos blindados, etc.
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¿Por qué utilizar el armox 500t como metal base?
Armox 500T es una chapa de acero para protección mas resistente del mundo, con una dureza nominal de 500 HBW, para su uso en vehículos, edificios y muchas otras aplicaciones.
Entre las ventajas de este material se tienen:
El mejor acero de protección del mercado
Gran facilidad de mecanizado
Soluciones optimizadas
Perfecto equilibrio entre dureza/resistencia, para una protección conjunta contra los impactos y las explosiones
Experiencia en protección balística de SSAB
Además ofrece a los diseñadores de vehículos, la posibilidad de crear nuevos modos para aumentar el grado de protección mediante diseños mas ligeros.
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Propiedades de los materiales a utilizar
Se muestran las propiedades mecánicas del metal base, soldadura 1 (LHF) y 2 (ASS) antes de ser sometidas a los diferentes ensayos.
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Propiedades de los materiales a utilizar
Se muestran la composición química del metal base, soldadura 1 (LHF) y 2 (ASS) antes de ser sometidas a los diferentes ensayos.
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DETALLES DEL EXPERIMENTO
La prueba consistió en soldar placas que miden 150x200x25 mm, fueron maquinadas cuidadosamente y soldada a tope mediante soldadura por arco de metal blindado (SMAW) con cinco pases de soldadura utilizando dos electrodos diferentes, es decir, consumible de acero inoxidable austenítico (ASS) y ferrita de bajo hidrógeno (LHF).
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DETALLES DEL EXPERIMENTO
Tabla de los parámetros utilizados por los autores para el proceso de soldadura por SMAW.
Ferrita de bajo hidrogeno (soldadura 1)
Acero inoxidable austenítico (soldadura 2)
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DETALLES DEL EXPERIMENTO
Prueba de tensión: La prueba de tensión se dieron tirando de la muestra hasta la fractura a una velocidad de deformación nominal de 10(^-3) [S^-1] en una computadora controlada por la maquina Walter þ Bai Ag UTM. Los datos obtenidos fueron convertidos a las graficas de tension-deformacion ingenieril y tension-deformacion plastica real.
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DETALLES DEL EXPERIMENTO
Prueba de impacto: La prueba de impacto Charpy se realizo en un instrumento Zwick Roell. El montaje experimental consta de yunques en que el espécimen con muescas estándar se apoya libremente y un péndulo con una masa de 30 kg unido a un brazo giratorio sujeto al cuerpo de la maquina lo golpea. La longitud entre los yunques se mantuvo a 40mm y el martillo de péndulo sigue una trayectoria circular la cual golpea al espécimen en el tramo medio a una velocidad de impacto de 5,23 m/s.
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DETALLES DEL EXPERIMENTO
Prueba de impacto: Las pérdidas de energía debidas a la fricción de los cojinetes y la resistencia del aire se han ignorado al calcular la energía absorbida por la muestra. Los datos de la prueba de impacto se obtuvieron en términos de carga frente a desplazamiento, así como la máxima energía absorbida frente al desplazamiento de la muestra.
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resultados
Se observó que, la eficiencia conjunta de soldadura procesada por el electrodo LHF fue del 41.7% y la soldadura por ASS fue del 30.6% de su metal base, lo que indica la influencia del consumible del electrodo en las propiedades de tracción de las juntas. Por el contrario, la tenacidad al impacto de la soldadura procesada por ASS fue un 20% mayor y la soldadura procesada por LHF fue un 12% menor que la del metal base.
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resultados 
Los estudios microestructurales también revelaron que ASS puede considerarse como un consumible de soldadura candidato para un buen endurecimiento por deformación y tenacidad de la junta de soldadura en aplicaciones de impacto. Sin embargo, se recomienda el consumible de acero LHF para soldar uniones que requieren mayor eficiencia conjunta bajo condiciones de carga de tracción.
Los resultados revelaron que las uniones fabricadas con LHF, los cuales son electrodos de acero tienen propiedades de tracción transversales superiores y las juntas fabricadas por electrodos ASS exhibieron mayor tenacidad al impacto y fractura dinámica superior independientemente del proceso de soldadura que se utilice.
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resultados
La eficiencia conjunta de SMAW depositando como metal de aporte ASS eran alrededor del 72% del metal base de acero de baja aleación de alta resistencia de su contraparte. Además, los depósitos de soldadura exhibieron buena tenacidad y mejor desempeño balístico.
La UTS o en otras palabras la eficiencia de la junta de la pieza soldada-1 y la pieza soldada-2 era de 41,7 y 30.6% de su metal base respectivamente indicando la influencia de electrodo consumible utilizado en el proceso de soldadura SMAW en propiedades de tracción de los materiales de prueba.
De la comparación de resultados, se observa que, el uso de acero LHF como consumible para la soldadura de materiales de prueba ha mejorado la propiedades de tracción transversal de las juntas en comparación con ASS de consumible.
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CONCLUSIONES DE LOS AUTORES
La eficiencia conjunta de soldadura-1 (procesada por LHF) y soldadura-2 (procesado por ASS) se observó que era 41.7 y 30,6% de su metal base respectivamente indicando la influencia de electrodo consumible en las propiedades de tracción de las juntas.
La tenacidad al impacto de la pieza soldada-2 (9,45 % Ni) es un 20 % mayor que la del metal base homólogo (0,82 % Ni); por otro lado, la tenacidad al impacto de las soldaduras-1 (0,03% Ni) es un 12% menor que la del metal base. Esto indica que el contenido de Ni influye en la resistencia al impacto de los materiales de prueba.
El estudio de factibilidad indica que los consumibles LHF pueden aceptarse como una alternativa a los consumibles ASS convencionales para unir aceros Armox 500T, particularmente en condiciones de carga de tracción. Sin embargo, en viceversa es cierto para aplicaciones de impacto.
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¡GRACIAS!
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