03c metalurgia soldadura

IMENDE A.C.IMENDE A.C.

PARTE 3: LA PARTE 3: LA SOLDADURASOLDADURA

INTRODUCCION A LAINTRODUCCION A LA METALURGIA DE LA METALURGIA DE LA

SOLDADURASOLDADURA


PRUEBA DE JOMINNYPRUEBA DE JOMINNY SIRVE PARA CONOCER LA SIRVE PARA CONOCER LA

TEMPLABILIDAD DE UN ACEROTEMPLABILIDAD DE UN ACEROZONA MUY CALIENTE QUE SE ZONA MUY CALIENTE QUE SE

ENFRIA POR CONDUCCIONENFRIA POR CONDUCCION

GRADIENTE TERMICOGRADIENTE TERMICO

ZONA MUY FRIA QUE ESTA EN ZONA MUY FRIA QUE ESTA EN CONTACTO CON AGUA CONTACTO CON AGUA CORRIENTE A 20ºCCORRIENTE A 20ºC

AGUA

ACERO


PRUEBA DE JOMINNYPRUEBA DE JOMINNY


PRUEBA DE JOMINNYPRUEBA DE JOMINNY

ZONAS CON DISTINTO ZONAS CON DISTINTO TRATAMIENTO TERMICOTRATAMIENTO TERMICO ZONA DE RECOCIDO ZONA DE RECOCIDO

ZONA DE NORMALIZADOZONA DE NORMALIZADO

ZONA DE TEMPLADO ZONA DE TEMPLADO INCOMPLETOINCOMPLETO

ZONA DE TEMPLADO ZONA DE TEMPLADO


PRUEBA DE JOMINNY vs DIAGRAMA PRUEBA DE JOMINNY vs DIAGRAMA T.T.T.T.T.T.


GRADIENTE TERMICOGRADIENTE TERMICO

ES LA DIFERENCIA DE TEMPERATURAS EN ES LA DIFERENCIA DE TEMPERATURAS EN UNA SOLDADURA Y SE UNA SOLDADURA Y SE REPRESENTAREPRESENTA CON CON ISOTERMASISOTERMAS


ZONA AFECTADA ZONA AFECTADA TERMICAMENTETERMICAMENTE

ZONA DE FUSION COMPLETA

ZONA SOBRECALENTADA (HAZ)

ZONA DE TEMPLADO (HAZ)

ZONA DE RELEVO DE TENSIONES (HAZ)

ZONA DE METAL SIN CAMBIO


COMO SE PUEDE VER, EN UNA SOLDADURA COMO SE PUEDE VER, EN UNA SOLDADURA EXISTEN ZONAS DE ENFRIAMIENTO EXISTEN ZONAS DE ENFRIAMIENTO SIMILARES A LA DE LA PRUEBA DE JOMINNY.SIMILARES A LA DE LA PRUEBA DE JOMINNY.

ESTA ZONA SE CONOCE COMO ESTA ZONA SE CONOCE COMO ZONA AFECTADA TERMICAMENTE (H.A.Z.)ZONA AFECTADA TERMICAMENTE (H.A.Z.)

EN ESTA ZONA LA SOLDADURA PUEDE EN ESTA ZONA LA SOLDADURA PUEDE PRESENTAR PERDIDA DE PROPIEDADES PRESENTAR PERDIDA DE PROPIEDADES MECANICAS Y FISICAS. MECANICAS Y FISICAS.


MACROGRAFIA DE UNA MACROGRAFIA DE UNA SOLDADURASOLDADURA


liquidus

liquidussolidus

austenita

Ferrita + cementita

Temperatura máxima

Metal de base: acero al carbono con 0.30% de C

0.5 1.0 2.0 3.0 4.00.3

% C

Diagrama fierro- carbono

A1 = 721º C

A3

5

4

3

2

1 1

2

3

4

5

1300º C

1000º C

850º C A3

600º C


RELACION DE T.T. VS DIAGRAMA Fe-CRELACION DE T.T. VS DIAGRAMA Fe-C

Zonas de los tratamientos térmicos

Zona de recocido

Zona de normalizado

Zona de templado

Zona de relevado

Zona de revenido

Zona de precalentamiento

1700ºC __

1500ºC __

1300ºC __

1100ºC __

900ºC __

700ºC __

500ºC __

0.5 1.0 2.0 3.0 4.0

líquiduslíquido

solidus

austenita

Ferrita + cementita

% C

A3 A1 723ºC


DU

RE

ZA

A

B

1 2

3

4 5

Efecto del Efecto del precalentamientprecalentamient

ooA Sin precalentamientoA Sin precalentamientoB Con precalentamiento B Con precalentamiento

Medición de dureza.Medición de dureza.1.1. Metal de aporteMetal de aporte2.2. InterfaseInterfase3.3. Zona templadaZona templada4.4. Zona relevadaZona relevada5.5. Metal de baseMetal de base


DU

RE

ZA

A

B

1 2

3

4 5

Inicio de transformación a 705º C

Temperatura A1

AUSTENITA

AUSTENITA

Temperatura Ms

Temperatura Mf

SEGUNDOS MINUTOS HORAS

MARTENSITA

línea de Inicio

Línea de Final

Perlita fina

Bainita superior

Log del tiempo de transformación

1 2 4 8 15 30 1 2 4 8 15 30 1 2 4 8 15 30

Naríz


305 BHN

435 BHN

357 BHN

Dureza

190 HBN

361 HBN

203 HBN

181 HBN

196 HBN

184 HBN

Interfase soldadura

Sin precalentamiento

Precalentamiento a 175º C

Trat. Térmico post. A 630º C

Acero al carbono con 0.25% C y 25 mm de espesor

Efecto del tratamiento Efecto del tratamiento térmicotérmico


Soldadura sin Soldadura sin precalentamientoprecalentamiento

Acero al carbonoAcero al carbono%carbono = 0.25%carbono = 0.25Espesor = 25 mm (1”)Espesor = 25 mm (1”)

Diferencial de durezas:Diferencial de durezas:HAZ- Soldadura = +130HAZ- Soldadura = +130HAZ- metal base = + 78HAZ- metal base = + 78La zona afectada tiene la La zona afectada tiene la

mayor dureza.mayor dureza.

305 BHN

435 BHN

357 BHN

Interfase soldadura

Dureza


EFECTO DEL EFECTO DEL PRECALENTAMIENTOPRECALENTAMIENTO


Soldadura con Soldadura con precalentamiento aprecalentamiento a

175º C175º CAcero al carbonoAcero al carbono

%carbono = 0.25%carbono = 0.25Espesor = 25 mm (1”)Espesor = 25 mm (1”)

Diferencial de durezas:Diferencial de durezas:HAZ- Soldadura = +171HAZ- Soldadura = +171HAZ- metal base= +158HAZ- metal base= +158La zona afectada tiene la La zona afectada tiene la


190 HBN

361 HBN

203 HBN

Dureza

Interfase soldadura


Efecto del tratamiento Efecto del tratamiento térmico posterior a la térmico posterior a la

soldadurasoldadura


Soldadura con tratamiento Soldadura con tratamiento térmico posterior a 630º Ctérmico posterior a 630º C

Acero al carbonoAcero al carbono%carbono = 0.25%carbono = 0.25Espesor = 25 mm (1”)Espesor = 25 mm (1”)

Diferencial de durezas:Diferencial de durezas:HAZ- Soldadura = +15HAZ- Soldadura = +15HAZ- metal base= + 12HAZ- metal base= + 12La zona afectada tiene la La zona afectada tiene la


181 HBN

196 HBN

184 HBN

Dureza

Interfase soldadura


CAMBIOS QUE OCURREN EN LA CAMBIOS QUE OCURREN EN LA SOLDADURASOLDADURA

tem

pera

tura

volumenExpansión térmica sin

cambio de fase

723º Cte

mpe

ratu

ra

volumencontracción térmica por

cambio de fase

tem

pera

tura

volumen

Expansión térmica y fusión


ESFUERZOS GENERADOS POR LA ESFUERZOS GENERADOS POR LA SOLDADURASOLDADURA

Barra de acero con Barra de acero con sus caras paralelas sus caras paralelas antes de calentarla.antes de calentarla.

Se calienta una Se calienta una sección con un sección con un electrodo de electrodo de tusgstenotusgsteno


La zona calentada La zona calentada se expande y crea se expande y crea un deformación.un deformación.

El metal en la zona El metal en la zona calentada se funde calentada se funde y deja de haber y deja de haber deformación.deformación.


Al solidificar el Al solidificar el metal, se contrae en metal, se contrae en la zona previamente la zona previamente fundida.fundida.

La zona con La zona con calentamiento calentamiento localizado presenta localizado presenta una distorsión.una distorsión.


MICROSCOPIO MICROSCOPIO METALOGRAFICOMETALOGRAFICO


ANALIZADOR DE IMÁGENESANALIZADOR DE IMÁGENES


METALOGRAFIAMETALOGRAFIA


FORMACION DE LOS LIMITES DE FORMACION DE LOS LIMITES DE GRANOGRANO


Granos en un metal.Granos en un metal.


DETERMINACION DE LA DETERMINACION DE LA FRONTERA DE GRANOFRONTERA DE GRANO


MACROGRFIA DE UNA MACROGRFIA DE UNA SOLDADURASOLDADURA


MICROGRAFIA DE UNA MICROGRAFIA DE UNA SOLDADURASOLDADURA


ESTRUCTURA DENDRITICAESTRUCTURA DENDRITICA


FERRITA + PERLITAFERRITA + PERLITA


ESTRUCTURA RECOCIDA CON ESTRUCTURA RECOCIDA CON INCLUSIONESINCLUSIONES


ESTUCTURA AUSTENITICA CON ESTUCTURA AUSTENITICA CON INCLUSIONES, SEGREGACIONES Y INCLUSIONES, SEGREGACIONES Y

DEFECTOSDEFECTOS


PERLITA GRUESAPERLITA GRUESA


GRANOS DE AUSTENITAGRANOS DE AUSTENITA


MARTENSITAMARTENSITA


FRACTURA EN MARTENSITAFRACTURA EN MARTENSITA


AUSTENITA CON PRECIPITACION AUSTENITA CON PRECIPITACION DE CARBUROSDE CARBUROS


HIERRO BLANCOHIERRO BLANCO


HIERRO GRISHIERRO GRIS


HIERRO NODULARHIERRO NODULAR


NODULO DE GRAFITONODULO DE GRAFITO


SOLDADURA vs DIAG. Fe-CSOLDADURA vs DIAG. Fe-C


SOLDADURA vs DUREZA Y DIAG. SOLDADURA vs DUREZA Y DIAG. T.T.T.T.T.T.


100

200

300

400

500

600

700

800ºC

TEM

PER

ATU

RA

DE

TRA

NSF

OR

MA

CIO

NInicio de transformación a

705º CAUSTENITA

Temperatura A1

AUSTENITA

AUSTENITA

Temperatura Ms

Temperatura Mf

SEGUNDOS MINUTOS HORAS

MARTENSITA

línea de Inicio

Línea de Final

Perlita fina a partir de austenita

Perlita fina

Bainita superior

Perlita gruesa

Perlita

Bainita

Bainita acicular

Log del tiempo de transformación

1 2 4 8 15 30 1 2 4 8 15 30 1 2 4 8 15 30

La martensita se forma instantaneamente desde

la austenita

Naríz


SOLIDIFICACION DURANTE LA SOLIDIFICACION DURANTE LA SOLDADURASOLDADURA


DUREZAS vs TRAT. TERMICODUREZAS vs TRAT. TERMICO


RELACION DE T.T. VS RELACION DE T.T. VS DIAGRAMA Fe-CDIAGRAMA Fe-C

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