Análisis de falla de hoja de sierra

A. BURGUEÑO, H. G. SVOBODA

Santiago de Chile, Chile

Congreso; 8º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales CONAMET/SAM 2008; 2008

SOCHIM

En el presente trabajo se realizó el análisis de falla de una hoja de sierra sinfín de acero, utilizada en la industria maderera. Estas herramientas de corte se fabrican a partir de un fleje de chapa de 1 mm de espesor de acero de alto carbono al que se le mecanizan los dientes, luego se suelda en sus extremos, se le realiza un tratamiento térmico post-soldadura y se efectúa el mecanizado final. La falla se produce en servicio con cierta frecuencia, observándose fisuras en la zona de la unión soldada. El objetivo del presente trabajo fue determinar la causa probable de la falla de hojas de sierra sinfín analizando los fenómenos involucrados en la ocurrencia de la misma, a fin de diseñar medidas correctivas. Se analizaron distintas muestras correspondientes a diferentes etapas del proceso de fabricación. Se determinó la composición química del material. Se analizó la macro y microestructura del metal base y de la unión soldada, mediante técnicas de microscopía óptica (LM) y de microscopía electrónica de barrido (SEM). Se realizaron perfiles de microdureza (HV1kg) y análisis de las superficies de fractura. El material empleado para la fabricación de las hojas de sierra es un acero de alto carbono del tipo SAE1070. El proceso de soldadura empleado es GMAW mecanizado, empleando un alambre macizo ER70S6 de 0,8 mm de diámetro y mezcla Ar-20%CO2 como gas de protección. Las fisuras se producen en forma transversal al eje principal del fleje, paralelas al cordón de soldadura. Se ubican en la zona afectada por el calor de grano grueso, cercanas a la línea de fusión y estarían asociadas a las tensiones de tracción que sufre el componente en servicio, sumadas a las tensiones residuales del proceso de soldadura. En dicha zona se detectó una estructura martensítica de alta dureza. La superficie de fractura en la etapa inicial es del tipo intergranular. La fisuración frío, asistida por hidrógeno es típica en la soldadura de este tipo de aceros de alto contenido de carbono. Debido a lo observado se habría producido fisuración en frío al finalizar la soldadura en la zona afectada por el calor. Estas fisuras durante el servicio habrían crecido por fatiga hasta atravesar el espesor de la hoja de sierra. Asimismo, se identificaron diferentes defectos asociados a un procedimiento de soldadura deficiente. A partir de los resultados obtenidos se propusieron medidas correctivas a fin de evitar la ocurrencia de dichas fallas en las hojas de sierra.