INTECIN   20395
INSTITUTO DE TECNOLOGIAS Y CIENCIAS DE LA INGENIERIA "HILARIO FERNANDEZ LONG"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Soldadura por difusión en una fase líquida transitoria - Una opción a los métodos de soldadura por arco eléctrico en aplicaciones donde las tensiones residuales son críticas
Autor/es:
NICOLAS DI LUOZZO; MARCELO FONTANA; BIBIANA ARCONDO
Lugar:
Montevideo
Reunión:
Jornada; 96º Reunión de la Asociación Física Argentina y XII Reunion de la Sociedad Uruguaya de Fisica; 2011
Institución organizadora:
Asociación Física Argentina - Sociedad Uruguaya de Física
Resumen:
El origen de las tensiones residuales en las uniones soldadas se relaciona con el aporte de calor y las variacionesde las propiedades mecánicas de los materiales con la temperatura. En general, las tensiones residuales se pueden clasificar según su origen: las puramente térmicas y las asociadas atransformaciones alotrópicas durante el enfriamiento. Las tensiones residuales de origen puramentetérmico son el resultado del aumento a altas temperaturas en la zona donde se esta aportando calor, produciendo una dilatación de la misma. Sin embargo, esta dilatación es muy limitada, ya que el material base adyacente contiene a la misma. Por tanto, esta zona se encuentra sometida a un esfuerzo de compresión. Con el enfriamiento, la situación se invierte: la zona donde se aportó calor no puede contraerselibremente, pasando a estar sometida a un esfuerzo de tracción por el material base adyacente. Teniendo en cuenta que en las soldaduras por arco eléctrico el aporte de calor se realiza prácticamente en forma puntual, los procesos anteriormente descriptos se encuentran altamente amplificados debido a los enormes gradientes térmicos en las inmediaciones de la pileta líquida, y las tensiones creadas, es decir, las tensiones residuales, pueden ser del orden de la tensión de fluencia del material a temperatura ambiente. Las tensiones residuales asociadas a transformacionesalotrópicas durante el enfriamiento se deben a que la transformación de la austeníta va siempre acompañada de una expansión. Si esto ocurre a una temperatura relativamente baja (ej.: transformación martensítica durante el proceso de templado), la deformación asociada ya no se encuentra en el régimen plástico, sino en el régimen elástico. Esta expansión va acompañada de la oposición del material base adyacente, resultando en la formación de los esfuerzos residuales de compresión. Los procesos de soldadura por arco eléctrico se caracterizan por ciclos térmicos de calentamiento y enfriamiento muy marcados, siendo este último una fuerza impulsora muy fuerte para la formación de martensíta, incluso en aceros de baja templabilidad. El proceso de soldadura por difusión en una fase líquida transitoria, en el que el calentamiento se realiza en un horno de inducción, se caracteriza por todo lo contrario: el calor se aporta simultáneamente en toda la juntura, con gradientes de temperaturas mucho menos intensos que en los procesos de soldadura por arco eléctrico. Por tanto las fuerzas impulsoras para la generación de tensiones residuales puramente térmicas se ven fuertemente disminuidas. En lo que respecta a las tensiones residuales originadas por transformaciones alotrópicas durante el enfriamiento, mediante mediciones experimentales se pudo establecer que la velocidad de enfriamiento en el rango de temperaturas donde se produce la transformación austenítica es al menos un orden de magnitud menor que los valores típicos para la soldadura por arco eléctrico, por lo que la posibilidad de formación de martensíta, y por ende su tensión residual, es mucho menos probable.De esta manera, la soldadura por difusión en una fase líquida transitoria es una opción de gran potencial para la soldadura de productos tubulares de acero en aplicaciones donde las tensiones residuales son críticas (ej.: Stress Corrosion Cracking).