The Influence of Simulated Thermal Cycle on the Formation of Microstructures of Multi-Pass Weld Metal

Influencia del ciclo térmico simulado en la formación de microestructuras del metal de soldadura multipasada

En el presente trabajo se analizó la influencia del ciclo térmico de la soldadura en los cambios microestructurales del metal de soldadura mediante el uso de microestructuras simuladas. Se examinó la cinética de la formación de austenita a partir de la microestructura de partida. Las microestructuras simuladas se prepararon mediante la aplicación de ciclos térmicos simulados con diferentes temperaturas de pico sobre una muestra de metal de soldadura real de un solo paso. La reproducción de los ciclos térmicos se llevó a cabo mediante el simulador SMITWELD. Se prestó especial atención a la influencia del ciclo térmico en la formación de microestructuras, que pueden ser desencadenantes potenciales de fractura frágil (zonas frágiles locales).

INTRODUCCIÓN

La heterogeneidad metalúrgica influye en el comportamiento de fractura de la unión soldada [1, 2]. Los parámetros que influyen en el inicio, la propagación y la detención de la fisura, respectivamente, la fractura en la unión soldada se pueden dividir en tres grupos: la geometría de la unión soldada (a), la presencia de tensiones residuales (b) y la heterogeneidad metalúrgica de la unión soldada ( c) [3, 4]. La combinación de los parámetros mencionados puede causar la fractura inestable y también la dificultad en la evaluación de los resultados experimentales [1, 5].

Los ciclos térmicos en la soldadura multipaso aumentan la heterogeneidad de las propiedades mecánicas y metalúrgicas de la unión soldada [6, 7]. Pueden causar la formación de zonas frágiles locales (LBZ), que con frecuencia son el desencadenante de la fractura frágil [8 - 10]. El inicio de la fractura en la punta de la grieta depende de: la geometría de la muestra (a), las propiedades mecánicas del material en la punta de la grieta (b) y la temperatura (c) [11, 12]. La interacción entre las microestructuras heterogéneas, que son particularmente significativas para la junta de soldadura de paso múltiple, puede causar la fractura de la junta de soldadura con deformaciones relativamente bajas. La LBZ puede influir fuertemente en la tenacidad de la unión soldada [7, 14].

La resistencia del metal de soldadura contra la fractura frágil depende de la microestructura final. La proporción entre la ferrita en los límites del grano austenítico (nucleación límite) y la ferrita dentro del grano austenítico (nucleación intergranular), y la concentración de elementos de aleación (Al, Si, Ti, B, Nb, Mo) influyen fuertemente en la tenacidad del metal de soldadura [15]. Generalmente se reconoce que la existencia de componentes con muy baja tenacidad (martensita-austenita constituyente) y la segregación de impurezas en el metal de soldadura reducen seriamente la tenacidad de la unión soldada [16]. La concentración óptima de carburos puede dificultar el crecimiento de granos primarios de austenita y puede crear las condiciones adicionales para la formación de microestructuras con buena resistencia y tenacidad.