The weld-pool solidification mode of ferritic stainless steels

El modo de solidificación en baño de soldadura de los aceros inoxidables ferríticos

El artículo presenta el análisis del modo de solidificación en la soldadura por arco de gas tungsteno (GTAW) del acero inoxidable ferrítico AISI 430. Se descubrieron dos modos de solidificación (epitaxial y equiaxial) que influyen considerablemente en la resistencia a la tracción de la soldadura. Se descubrieron dos modos de solidificación (epitaxial y equiaxial), que tienen una gran influencia en la resistencia a la tracción de la soldadura. Los parámetros de soldadura óptimos para los aceros inoxidables ferríticos se encontraron en un estrecho margen. Deben seleccionarse en función de la resistencia mecánica de las uniones soldadas y no sólo de su aspecto visual.

INTRODUCCIÓN

Los aceros inoxidables ferríticos (FSS) se utilizan como material para la producción de electrodomésticos, muebles, equipos de laboratorio, donde el material no entra en contacto con medios agresivos y donde las uniones soldadas no están sometidas a cargas dinámicas. Los SFS tienen una estructura ferrítica durante la solidificación sin ninguna transformación en toda la gama de temperaturas. Estos aceros se consideran difíciles de soldar debido a su crecimiento de grano. Los FSS se están sustituyendo por aceros inoxidables austeníticos de alto coste, debido a su buena soldabilidad. No es necesario sustituir los SSF por los aceros inoxidables austeníticos si se utilizan los parámetros de soldadura adecuados.

Se conocen dos modos de solidificación del baño de soldadura (WPSM) del acero inoxidable FSS: (1) epitaxial y (2) equiaxial (Figura 1) [1,2]. En ambos modos de solidificación, el baño de soldadura se solidifica de forma heterogénea, mojando los granos de la pared del metal base sólido. Se deduce que éste es el comienzo del crecimiento del grano y que el tamaño del núcleo depende de la estructura del metal base sólido. En el modo de solidificación epitaxial de la soldadura, los granos crecen desde ambos lados del metal base en dirección al centro del metal soldado (Figura 1a). En el modo equiaxial, se forma además una capa de granos independientes en el centro del baño de soldadura, hacia la que crecen y se unen los granos de ambos lados del metal base (Figura 1b) [1,2].

La solidificación de metales sin transformación se estudió al principio en la fundición por gravedad de aceros ferríticos, titanio y, sobre todo, aleaciones de aluminio [3-5]. Hunt fue el primero en explicar físicamente la solidificación equiaxial mediante una ecuación de evaluación [6].