Caracterizacion de la microestructura y las propiedades mecanicas de las uniones de tubos de acero al carbono por el metodo TLPB

DI LUOZZO N.; FONTANA M.; ARCONDO B.

Villa Carlos Paz

Congreso; Reunión de la Asociación Física Argentina; 2012

Asociacion Fisica Argentina

El objetivo del siguiente trabajo es el estudio tanto de la microestructura como el modo de falla de la unión de piezas de acero realizadas con el proceso de soldadura isotérmica mediante una fase líquida transitoria (Transient Liquid Phase bonding, TLPB). En particular, la unión de tubos sin costura de acero al carbono EN 10297-1 E235. Como marco de referencia, se compara las propiedades de los tubos soldados con las del acero de los tubos a unir, de ahora en más, metal base. A tal fin, se caracterizó la microestructura, mediante microscopía electrónica, y las propiedades mecánicas, mediante ensayos de tracción. En el metal base, un acero de bajo carbono, se observa una microestructura constituida principalmente por ferrita, junto con perlita. En lo que respecta a sus propiedades mecánicas, se caracteriza por tener una moderada tensión de fluencia y resistencia a la tracción, pero con una importante deformación plástica a la rotura, presentando un modo de falla claramente dúctil. En los tubos soldados, en la unión se observa una microestructura constituida únicamente por ferrita, con un ancho de aproximadamente 60 micrones de espesor, mientras que en la zona afectada por el calor se observa nuevamente una microestructura ferritica-perlitica como en el metal base, pero con un crecimiento del tamaño de grano acorde al ciclo térmico al que fue sometido. Además, las uniones soldadas alcanzaron una resistencia a la tracción próxima a la del metal base. Sin embargo, el modo de falla es frágil. Este drástico cambio en el modo de falla de la sección se considera que está relacionada con las limitaciones de la aplicación de presión en el proceso de soldadura. Si bien la presión remota aplicada a los tubos a soldar es uniaxial y constante, la distribución de la presión en las superficies a unir no lo es, alcanzando un valor máximo en el semiespesor del tubo, para luego disminuir a medida que nos alejamos del mismo, en particular en las zonas adyacentes a la superficie interna y externa del tubo. En estas zonas, la probabilidad de encontrar defectos, es decir, sitios donde no se completó la solidificación isotérmica, es mucho mayor, y su posterior coalescencia al ser traccionadas, puede dar lugar a la formación de fisuras en el plano de unión de los tubos, reduciendo fuertemente su ductilidad.