Desarrollo de electrodos de alta resistencia para soldadura SNA bajo la clasificación E12018M de la norma ANSI/AWS A5.5-96

CONSULTE EN LINEA A TRAVES DE REPOSITORIO INSTITUCIONAL

Tesis (Ing. Civil Metalúrgico)-- Prof. guías : Juan Donoso Villarroel,

h. 163-164

[Resumen del autor]

El objetivo principal de la Memoria fue establecer composiciones químicas y parámetros y condiciones de soldadura, para la fabricación de electrodos de soldadura SMA tipo básico con polvo de hierro en el revestimiento, que den lugar a depósitos de acero de baja aleación y alta resistencia con bajos niveles de hidrógeno. Para ello se utilizó la norma ANSIIA WS A5.5-96, clasificación E12018M, que establece la composición química de metal depositado, el cual debe tener una resistencia a la tracción mínima de 120 ksi. El trabajo experimental consistió básicamente en la fabricación de cupones por soldadura a tope multipasadas, utilizando distintos parámetros y condiciones de soldadura, para extraer de cada uno de ellos una probeta de tracción y cinco probetas Charpy con entalla- V para los ensayos respectivos, además de un corte de sección para análisis metalográfico. Previamente, a partir de un estudio teórico de las variables involucradas, se estableció una composición química base deseable para el metal de soldadura (CQB1), y dos modificaciones a ésta consistentes una en disminución de Mn-Ni y aumento de Cr, y la otra en reducción de Ti. En la práctica significó fabricar tres grupos de electrodos; el segundo incluyó la elaboración de nuevos electrodos de composición química base (CQB 2). Cada grupo registró un nivel distinto de vanadio. Los resultados hallados mostraron una elevación simultánea de resistencia y tenacidad al aumentar la velocidad de enfriamiento. Con velocidades de enfriamiento altas pero moderadas, posibles de contemplar para situaciones reales de fabricación y reparación, se obtuvieron niveles de tenacidad por sobre el mínimo exigido, y resistencias propias de una clasificación equivalente a 130 ó 140 ksi de resistencia máxima a la tracción. Pero con bajas velocidades de enfriamiento se obtuvo energías de impacto por debajo del mínimo exigido, aunque resistencias adecuadas a los requerimientos de la clasificación E 120 18M. El factor preponderante sobre los niveles de tenacidad alcanzados, pareció ser la precipitación de carburo s sobre estructuras de segregación de solidificación. Ello explicaría los mayores niveles de energía Charpy obtenidos al aumentar la velocidad de enfriamiento. Por otro lado, los tres grupos de fabricación de electrodos presentaron distinto nivel de tenacidad entre sí, atribuible a la variación del nivel de vanadio. El contenido de titanio experimentó notable elevación al aumentar la velocidad de enfriamiento. La tenacidad mejoró conforme la composición de titanio se situó más próxima a 30-40 ppm. De acuerdo a los resultados, se concluyó que no se puede fabricar un electrodo estándar del tipo E12018M cuyo metal de soldadura garantice el cumplimiento de todas las propiedades mecánicas asociadas a dicha clasificación, ' bajo toda condición. Necesariamente deben estar acotadas algunas condiciones relacionadas con la velocidad de enfriamiento, y entonces se puede fabricar electrodos que respondan a aquellas condiciones. El electrodo E12018M es pretendido, fundamentalmente, para soldar aceros de baja aleación medio carbono, cuyas restricciones sobre la temperatura de precalentamiento e interpase determinan bajas velocidades de enfriamiento. Entonces, en relación a la composición química base considerada en esta Memoria, necesariamente se requiere disminuir la composición de elementos formadores de carburos, exceptuando carbono para que la resistencia no disminuya bajo los niveles solicitados. Además, se aconsejó intentar minimizar todo elemento químico no considerado en la clasificación E 120 18M, salvo titanio y oxígeno para los cuales se recomendaron ciertos contenidos que permitirían mejorar la tenacidad.

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