The Microstructure and Properties of Materials at the Fusion Line

Microestructura y propiedades de los materiales en la línea de fusión

En este trabajo se investiga desde el punto de vista teórico y experimental la formación de la ZAT causada por los efectos térmicos de la soldadura. Se prepararon muestras del material que se encuentra en la línea de fusión simulando los regímenes térmicos que se producen durante la soldadura. Se diseñaron varios diagramas CCT válidos para las condiciones durante la soldadura y se midió la dureza y la resistencia al impacto de las muestras. A continuación, esta información se relacionó con los resultados de los exámenes metalográficos. Se comprobó que la temperatura máxima y la velocidad de enfriamiento de los ciclos térmicos aplicados eran determinantes en cuanto a las propiedades de la ZAT.

INTRODUCCIÓN

El calor requerido durante la soldadura por fusión tiene un efecto sobre el metal base (BM) cerca de la unión [1]. Esta región afectada se denomina zona afectada por el calor (ZAT). Durante el proceso de calentamiento y fusión local del BM mientras se crea la unión, la temperatura alcanza un máximo, encontrándose las temperaturas más altas cerca de la zona de fusión. Sin embargo, durante el enfriamiento se producen temperaturas similares en toda la unión.

Los metales técnicos son materiales policristalinos y sus propiedades dependen de sus microestructuras. Durante el procesamiento de productos soldados, donde la unión suele ser el último paso, el ciclo térmico cambia la microestructura siempre que se supera una temperatura crítica. Como resultado, la microestructura final es consecuencia de la composición química, el tratamiento térmico y la microestructura inicial.

El objetivo de este artículo es mostrar que la microestructura y las propiedades de la ZAT son predecibles si se tienen en cuenta los parámetros de soldadura y las propiedades de la BM. El régimen térmico durante la soldadura se puede simular utilizando un simulador de ciclo térmico. En este artículo, la atención se centró en la soldadura de placas gruesas con un acero estructural de baja aleación y alta resistencia (HSLA).

EL TRATAMIENTO TÉRMICO DEL MATERIAL DURANTE LA SOLDADURA POR FUSIÓN

Durante el proceso de costura, se utiliza una fuente de calor en movimiento para unir las placas. Para determinar teóricamente el campo de temperatura, se deben obedecer la primera y la segunda leyes de la termodinámica. Si una fuente de calor puntual con una potencia neta constante, P_net, se mueve en línea recta sobre una placa gruesa con una velocidad constante, v, temperatura máxima, T_p, a una distancia R de la trayectoria [2], entonces

​$T_p = T_0 + frac{2P_{net}}{πeρc_vv} ·frac{1}{R^2}$     (1)