Soldabilidad de aceros IF y HSLA galvanizados para aplicaciones automotrices

Delgado Pámanes, Miguel Fernando (2014) Soldabilidad de aceros IF y HSLA galvanizados para aplicaciones automotrices. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

La calidad de soldabilidad por el proceso de resistencia por punto dependerá de la composición química y espesor del acero, espesor de la capa de galvanizado y la capa de inhibición. La composición química del acero determinará la templabilidad, con mayores cantidades de carbono y de otros elementos de aleación mayor será su templabilidad y por lo tanto tendrán una soldabilidad menor. La resistividad eléctrica de las láminas a soldar, incrementara conforme al espesor de las láminas y a la presencia de la capa de galvanizado, demandando mayor corriente y tiempo de soldadura para formar un botón con buena calidad soldadura. El galvanizado disminuirá la vida útil de los electrodos debido al ataque químico del cinc con el cobre, reduciendo el número de puntos de soldadura en las láminas galvanizadas. Se caracterizó tanto el sustrato como la capa de galvanizado. La caracterización del metal base consistió en su análisis químico cuantitativo a través de espectrometría de chispa, análisis por microscopía, ensayos de dureza y ensayos de tensión. Mientras que para el galvanizado se realizarón mediciones; de espesor, peso de capa, rugosidad superficial y microanálisis químico. Una vez obtenida la caracterización de cada uno de los aceros se procedió a estabilizar los parámetros de soldadura que cumplieran con el criterio de tamaño mínimo de soldadura, no expulsión de material fundido fuera de la interfase (electrodo-lámina o lámina-lámina). vi Para evaluar la calidad de soldadura, se realizaron 1000 puntos de soldadura sin modificar la programación, ni cambiar los electrodos. De los cuales, a cada veintitresavo punto se le realizó un perfil de dureza, macroestructura, medición de indentación y penetración, a cada veinticuatroavo punto se les realizó un ensayo de desbotonamiento y a cada veinticincoavo punto se le realizó un ensayo de tensión. Por cada 100 puntos de soldadura se realizó una impresión de las caras de los electrodos hasta llegar a los 1000 puntos para evaluar el desgaste de los electrodos. Con ayuda de un estereoscopio se tomaron imágenes de las caras de contacto de los electrodos antes y después de los 1000 puntos. Al final de cada prueba se analizaron por microscopía óptica y se les realizó espectroscopia de rayos X en la cara de contacto y en la sección transversal de cada uno de los electrodos. La caracterización del metal base, tal como el análisis químico nos permitió calcular el carbono equivalente, en el cual se observa que en estos aceros se encuentra por debajo del 30 % C.E. indicando buena soldabilidad. El espesor del acero IF de 2.53 mm y el acero HSLA de 3.09 mm requieren un mayor aporte de calor y de acuerdo con el efecto Joule, requieren un mayor tiempo de soldadura, pero para que el cinc reaccione con el cobre, el tiempo de soldadura fue dividido en 2 y 3 pulsos con un tiempo de enfriamiento de 2 ciclos entre pulsos, sin embargo presentaron una baja soldabilidad, debido a los mecanismos de desgate que presentaron los electrodo. El análisis del galvanizado y del desgaste de los electrodos muestran que la capa inhibidora de aluminio, que se encuentra presente en estos aceros galvanizados formó una capa de óxido de aluminio en la cara de contacto de los electrodos que aceleró aún más su desgaste.

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