Efecto del calor de entrada en las propiedades mecánicas y metalúrgicas de soldaduras de aceros avanzados de alta resistencia de plasticidad inducida por transformación TRIP unidos por el proceso GMAW para la industria automotriz

López Cortez, Víctor Hugo (2013) Efecto del calor de entrada en las propiedades mecánicas y metalúrgicas de soldaduras de aceros avanzados de alta resistencia de plasticidad inducida por transformación TRIP unidos por el proceso GMAW para la industria automotriz. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

El presente trabajo estudia el efecto del calor de entrada en las propiedades mecánicas y metalúrgicas de las soldaduras en la zona afectada por calor (ZAC) de las uniones soldadas mediante el proceso de soldadura de Arco Metálico con Protección de Gas (GMAW por sus siglas en ingles), evaluando los parámetros de soldadura típicamente utilizados durante la producción normal de chasises para la industria automotriz. El conocimiento del efecto térmico en la ZAC de las soldaduras es importante para la optimización de los parámetros de soldadura utilizados cuando se unen aceros avanzados de alta resistencia del tipo de Plasticidad Inducida por Deformación (TRIP por sus siglas en ingles), debido a que esto tendrá una gran influencia en las propiedades mecánicas y metalúrgicas finales de la unión soldada. Se evaluaron las propiedades mecánicas y metalúrgicas de tres muestras soldadas con entradas de calor alto 0.304 kJ/mm, medio 0.273 kJ/mm y bajo 0.248 kJ/mm, variando los parámetros de soldadura para obtener diferentes afectaciones térmicas e investigar las variaciones en las partes de la unión soldada como son, la soldadura, zona afectada por el calor y el metal base, debido al calor aplicado por el proceso de soldadura. Las propiedades mecánicas se evaluaron por medio del ensayo de tensión a esfuerzo cortante, ensayo de Microdureza y Pruebas de Fatiga a esfuerzo constante. La evaluación metalúrgica se realizo mediante caracterización microestructural mediante las técnicas de Metalografía Óptica, Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), Fractografía y Difracción de Rayos X (DRX) para evaluar la transformación de la austenita retenida en las soldaduras debidas al efecto térmico del calor aplicado por el proceso de soldadura. Los resultados obtenidos con las diferentes entradas de calor utilizadas en la elaboración de las probetas de soldadura, muestran que la propiedad mecánica del ensayo de tensión a esfuerzo cortante disminuye con el aumento en la entrada de calor a la unión soldada. El ensayo de microdureza muestra una 7 Zona de Ablandamiento en la transición del Metal Base con el inicio de la ZAC con mayor pérdida de dureza a medida que aumenta el calor de entrada, en cambio la ZAC presenta un aumento en su dureza a medida que se disminuye el calor de entrada. En el ensayo de fatiga las Curvas de vida a la fatiga S-N fueron similares para todas las entradas de calor, sin embargo a bajos esfuerzos se evidencia una mayor variación teniendo una mayor vida a la fatiga las probetas de soldadura con mayor afectación térmica por la entrada de calor alta. Para las propiedades metalúrgicas la evaluación metalográfica muestra la presencia de estructuras ferriticas, bainiticas y trazas de austenita retenida presentando incremento tanto en cantidad como en engrosamiento de la ferrita y las colonias de bainita a medida que se incrementa el calor de entrada. La evaluación fractográfica presentó fractura dúctil en todos los casos de entrada de calor aplicados. El análisis por Difracción de Rayos X (DRX) mostro que el contenido de Austenita Retenida aumento en la ZAC de las soldaduras conforme aumenta el calor de entrada en el metal base esto se debe al efecto térmico provocado por el calor aportado por el proceso de soldadura GMAW.

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