Estudio comparativo de las propiedades mecánicas en juntas soldadas de acero aisi 1045 utilizando proceso de soldadura por fricción rotativa (frw) y proceso smaw.
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Date
2018-09
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
realizó un estudio comparativo de las propiedades mecánicas d tracción y microdureza
en juntas soldadas de acero AISI 1045 utilizando proceso de soldadura por fricción
rotativa (FRW) y proceso SMAW.
Las muestras se confeccionaron a partir de barras de acero AISI 1045 de diámetro ½”.
Se confeccionaron probetas de tracción para ambos tipos de soldadura siguiendo la norma
ASTM E8M. Para los ensayos de soldadura por fricción se acoplaron dispositivos de
medición de fuerza de forjado y fricción acoplados al torno paralelo MHASA y se siguió
el método de impulso directo. Los valores usados como presión de fricción se encontraron
dentro del rango: 120-150 psi con tiempos que oscilaron entre 25 s y 60 s. Se utilizó una
presión de forjado de 700 psi en un tiempo de 5 s. Los ensayos de soldadura SMAW se
realizaron en una máquina HOBARTH aplicando 200V y 190-375 A. El perfil de
microdureza se realizo de manera longitudinal y transversal para las muestras sometidas
a soldadura rotativa, y perfil longitudinal para el proceso SMAW. Las medidas se tomaron
es escala Vickers (HV)0.5. La microscopía se realizó a nivel óptico, utilizando el
Microscopio Zeiss 1000X. y observar la microestructura obtenida en ambos procesos.
Se encontró que el valor máximo de resistencia mecánica (UTS) usando FRW fue 829
MPa, obtenido con Pf= 150 psi, y Tf = 33 seg. La soldadura (FRW) proporcionan mayor
UTS en comparación con los procesos SMAW. La microdureza obtenida usando FRW es
mayor con respecto al proceso SMAW. No se ha encontrado ninguna relación entre la
máxima resistencia a la tracción UTS y la dureza para ambos tipos de soldadura. Las
microestructuras de la soldadura FRW presenta un cordón que muestra dos zonas: La
zona de unión o difusión y la zona de deformación. En ambos casos los espesores de la
junta son de tamaño micrométrico. El espesor del cordón de la junta soldada FRW varía
con la presión de fricción: Para 150 psi, los espesores de la zona de difusión y
deformación son ~ 12μm y 38 μm respectivamente, dando un total de 50 μm para todo
el cordón. El cordón FRW presenta una estructura de grano fino no muy definida a escala
óptica. La microestructura del cordón SMAW presenta una estructura de grano grueso
equiaxial ferritico-perlítica de ~ 120 μm de tamaño.
Se concluye, que respecto a la resistencia mecánica, dentro de los casos estudiados es más
ventajoso usar soldadura FRW. La desventaja se encuentra en la metodología; mostrando
una mayor simplicidad el proceso SMAW.
Description
A comparative study of the mechanical properties of traction and microhardness in
welded joints of AISI 1045 steel using a rotary friction welding process (FRW) and
SMAW process was carried out.
The samples were made from AISI 1045 diameter ½ "steel bars. Tensile specimens were
made for both types of welding following standard ASTM E8M. For the friction welding
tests, forging and friction force measuring devices coupled to the MHASA parallel lathe
were coupled and the direct impulse method was followed. The values used as friction
pressure were within the range: 120-150 psi with times ranging from 25 s to 60 s. A
forging pressure of 700 psi was used in a time of 5 s. The SMAW welding tests were
carried out on a HOBARTH machine applying 200V and 190-375 A. The microhardness
profile was made longitudinally and transversely for the samples subjected to rotary
welding, and longitudinal profile for the SMAW process. The measurements were taken
on a Vickers scale (HV) 0.5. Microscopy was performed at the optical level, using the
Zeiss 1000X Microscope. and observe the microstructure obtained in both processes.
It was found that the maximum value of mechanical resistance (UTS) using FRW was
829 MPa, obtained with Pf = 150 psi, and Tf = 33 sec. Welding (FRW) provides higher
UTS compared to SMAW processes. The microhardness obtained using FRW is greater
with respect to the SMAW process. No relationship has been found between the
maximum tensile strength UTS and the hardness for both types of welding. The FRW
welding microstructure has a cord that shows two zones: The junction or diffusion zone
and the deformation zone. In both cases, the thickness of the joint is micrometric in size.
The thickness of the welded joint FRW varies with the friction pressure: For 150 psi, the
thicknesses of the diffusion and deformation zone are ~ 12μm and 38μm respectively,
giving a total of 50μm for the whole cord. The FRW cord has a fine grain structure that
is not very well defined on an optical scale. The microstructure of the SMAW cord has a
ferritic-pearlitic equiaxial coarse grain structure of ~ 120 μm in size.
It is concluded that with respect to mechanical strength, it is more advantageous to use
FRW welding in the studied cases. The disadvantage is found in the methodology;
showing more simplicity the SMAW process.
Keywords
Propiedades mecánicas