Influencia de los parámetros de soldadura sobre los indicadores Pérez, Vásquez, Vizcaíno

Una Revisión de la Literatura sobre la Influencia de los Parámetros de Soldadura sobre los Indicadores de Tenacidad y Energía de Impacto por CharpyRafael J. Pérez, Fayed Vásquez, Christopher J. Vizcaíno.

Universidad del Atlántico, Facultad de Ingeniería, Programa de Ingeniería Mecánica, Dirección Km 7 Antigua vía Puerto Colombia (email: rjpp0123@gmail.com, favago39@gmail.com, cjvm.1217@hotmail.com)

Resumen

El objetivo del trabajo presentado fue la revisión de la literatura disponible, referente a la influencia de los parámetros de la soldadura en los indicadores de tenacidad y localizar así la tendencia de la información. La revisión se efectuó básicamente, realizando consultas en internet, sobre todo de revistas especializadas. Dicha consulta arrojo como resultado muy poca cantidad de información disponible acerca del tema, lo que otorga como resultado una tendencia, de las investigaciones o trabajos, no muy exacta. Ahora bien, basado en los resultados, la literatura revisada se centra en investigaciones con procesos de soldadura comunes (Por ejemplo: SMAW, GMAW) y cómo influyen sus parámetros en la tenacidad de los aceros (Material más común en la literatura).

Palabras clave: parámetro de soldadura, influencia, tendencia, revisión, energía.

Influence of Welding Parameters on the Indicators of Toughness and Charpy Impact EnergyAbstract

The objective of this work was to review the available literature concerning the influence of welding parameters on the indicators of toughness and so locate the trend of the information. The review was conducted basically to consult on the internet, especially magazines. Such consultation throw as a result very little amount of information available on the subject, which gives as results a tendency that is not very accurate. However, based on the results, the literature reviewed research focuses on common welding processes (for example: SMAW, GMAW) and how their parameters influence in toughness of steel (most common material in the literature).

Keywords: welding parameter, influence, trend, review, energy.

Influencia de los parámetros de soldadura sobre los indicadores Pérez, Vásquez, Vizcaíno

INTRODUCCION

Las propiedades mecánicas de un material dependen en gran medida de su historial térmico. Para producir la unión de los extremos a soldarse es necesario aumentar la temperatura del material para favorecer la difusión atómica, por lo tanto existe una diferencia entre los historiales térmicos del metal base y la soldadura, siendo esta inherente al proceso de fabricación.

En años recientes los requerimientos de propiedades mecánicas han experimentado un aumento continuo. Esta tendencia se debe a la necesidad de garantizar el comportamiento mecánico del producto bajo condiciones de trabajo cada vez más severas. (Gomez, 2007)

En elementos sometidos a efectos exteriores instantáneos o variaciones bruscas de las cargas, las que pueden aparecer circunstancialmente, su falla se produce generalmente, al no aceptar deformaciones plásticas o por fragilidad, aun en aquellos metales considerados como dúctiles. En estos casos es conveniente analizar el comportamiento del material en experiencias de choque o impacto. El ensayo de tracción estático nos da valores correctos de la ductilidad de un metal, no resulta preciso para determinar su grado de tenacidad o fragilidad, en condiciones variables de trabajo. Los ensayos de choque determinan, pues, la fragilidad o capacidad de un material de absorber cargas instantáneas, por el trabajo necesario para introducir la fractura de la probeta de un solo choque, el que se refiere a la unidad de área, para obtener lo que se denomina resiliencia. Este nuevo concepto, tampoco ofrece una propiedad definida del material, sino que constituye un índice comparativo de su plasticidad, con respecto a las obtenidas en otros ensayos realizados en idénticas condiciones, por lo que se debe tener muy en cuenta los distintos factores que inciden sobre ella. (Bejarano).

Los parámetros variables de soldadura son los factores que pueden ser ajustados para controlar una soldadura. Para obtener los mejores resultados en el proceso, es necesario conocer el efecto de cada variable sobre las diversas características o propiedades del proceso de soldadura.

Los parámetros regulables que podemos considerar como más importantes y que más afectan a la soldadura son:

Polaridad: Lo más normal es que en las máquinas de hoy en día se trabaje con polaridad inversa o positiva (la pieza al negativo y el hilo de soldadura al positivo). En los casos en que se requiera mayor temperatura en la pieza que en el hilo se utilizan la polaridad directa o negativa, ya que los electrones siempre van de polo negativo al positivo produciéndose un mayor aumento de temperatura en este último.

Tensión de arco: Este parámetro es uno de los más importantes a la hora de transferir el material aportado a la pieza. Se puede regular en la mayoría de máquinas por el operario y permite aumentar o disminuir la tensión aplicada en el arco, pero no siempre modificará la intensidad de trabajo.

Velocidad de hilo: En este tipo de soldadura no es la intensidad la que se regula previamente, sino que es la variación de la velocidad de hilo la que provoca la aparición de diferentes intensidades gracias al fenómeno de la autorregulación.

Naturaleza del gas: El tipo de gas utilizado para la soldadura influye sobre la transferencia del material, penetración, la forma del cordón, proyecciones, etc. (Wikipedia)

Se realizó una búsqueda extensa acerca del tema tomando como apoyo diferentes medios digitales, la cual arrojo muy poca información acerca de este sin embargo se tomaron en cuenta diferentes trabajos relacionados con el tema los cuales fueron citados como parte del análisis y se llegó a la conclusión de que no hay una tendencia definida, todo depende de las necesidades y accesibilidad a equipos.

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DESARROLLO TEÓRICO

La investigación realizada fue netamente de carácter teórico y uno de sus objetivos es la revisión de la literatura que gira entorno de la influencia de los parámetros de soldadura en la tenacidad, que es la energía máxima que esta puede absorber antes de romperse tras un impacto. En las condiciones prestadas por los laboratorios de la universidad, no se puede realizar actividades de carácter práctico, porque lo que teoría se transforma en el mejor arma, que puede ayudar a entender lo que se está buscando.

Como metodología se usó puramente la utilización de consultas y revisión de la literatura, sobre todo en medios electrónicos. Los pasos seguidos fueron:

i. Proposición de la situación problema por parte del docente.ii. Formación de los equipos para el trabajo.iii. Revisiones periódicas de los avances de los equipos y evaluación del docente, junto con

autoevaluaciones realizadas por los grupos de trabajo.iv. Consultas de literatura especializada y revistas técnicas (Búsquedas ejecutadas en los distintos

buscadores disponibles en la red (Google® , Yahoo® , Bing®, etc).v. Para filtrar un poco lo que se encontró en los anteriores buscadores, se usó la herramienta de

Google®, llamada Google Scholar® o Google Académico®, que permite dirigirse aún más a la literatura que se halla disponible en la internet.

vi. Con la lectura de las fuentes consultadas, hacer comparaciones y tratar de buscar un enfoque hacia el que se dirijan la mayoría de dichos trabajos estudiados.

vii. Encontrar un proceso y un material que sea tendencia sobre el estudio en que basa este informe.viii. Hacer la construcción de las conclusiones y dejar unas bases sentadas paras futuros estados del

arte en otras investigaciones.

RESULTADOS

Los resultados obtenidos por la investigación se reflejan en las siguientes pequeñas reseñas de la información encontrada. Se describirán y citaran cuatro trabajos, estos son:

Efecto del procedimiento de soldadura sobre las propiedades de uniones soldadas de aceros microaleados para cañería, en este informe se nota el estudio del comportamiento de la soldadura y la influencia de sus parámetros en dos tipos de aceros HSLA designados como a) normal, (acero NOR) y b) resistente a la figuración por hidrógeno-HIC, (acero HIC), cuyo estudio se realizó por soldeo con distintos procesos y consumibles. Se observaron desde el punto de vista microestructural y de las propiedades mecánicas resultantes, y los procesos de soldeo fueron (SMAW: shielded metal arc welding) y alambre tubular auto protegido (FCAW- S: self shielding flux cored arc welding). El trabajo presenta, además, información acerca de ensayos de dureza Vickers con 1 kg de carga en la zona afectada por soldadura y con probetas Charpy en V, entalladas en el cordón. Como conclusión, afirma que las probetas soldadas por el proceso FCAW-S presentaron los mayores valores de energía absorbida en el ensayo de impacto Charpy-V y sus parámetros influenciaron menos la tenacidad. (Mónica Zalazar)

Otra investigación importante acerca del tema es Efecto de las Variables del procedimiento de soldadura sobre las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión en depósitos de soldadura de aceros inoxidables supermartensíticos (Zappa, 2011) que es una tesis doctoral muy completa y de vasta extensión, donde se estudia a fondo y con excelentes equipos, la influencia de los parámetros de soldadura en las propiedades mecánicas en general, pero a su vez, profundizando en variables de gran importancia como lo son la tenacidad y la energía de impacto.

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