The influence of temperature on mechanical properties of the base material (BM) and welded joint (WJ) made of steel S690QL

Influencia de la temperatura en las propiedades mecánicas del material base (BM) y de la unión soldada (WJ) de acero S690QL

Este trabajo presenta el análisis de la influencia de la temperatura en las propiedades mecánicas del material base y de las uniones soldadas de acero de alta resistencia. Las uniones se soldaron en placas de acero de alta resistencia S690QL utilizando la soldadura por gas activo metálico (MAG) y dos materiales de aportación de diferentes propiedades. Dado que el acero S690QL pertenece a un grupo de aceros de alta resistencia, el objetivo de este trabajo es determinar la temperatura a la que empieza a disminuir la resistencia. Se realizaron ensayos experimentales de tracción de las uniones soldadas a cinco temperaturas diferentes en el intervalo de 20 a 550 °C.

INTRODUCCIÓN

Con los constantes avances en el campo de la tecnología de la soldadura, existe una creciente necesidad de aceros de construcción de alta resistencia como el grado de acero S690QL. Para mantener una buena soldabilidad, el contenido de carbono en los aceros de alta resistencia debe ser lo más bajo posible (máx. 0,22 %) y el acero debe tener buenas propiedades mecánicas que hagan que la construcción soldada sea fiable y ligera. Cuando se realizan construcciones soldadas complejas, a menudo se calienta el acero (precalentado, calentado adicionalmente y templado), lo que plantea a los ingenieros un dilema en cuanto a las temperaturas máximas permitidas para este proceso. En la literatura se pueden encontrar amplios rangos de estas temperaturas, dependiendo del espesor de las chapas soldadas, es decir, sus equivalentes en espesor. El objetivo de este trabajo es determinar las temperaturas máximas a las que tanto los materiales base como las uniones soldadas mantienen sus altos valores de resistencia.

La dependencia de las propiedades mecánicas de la BM y la WJ con respecto a la temperatura ha sido objeto de numerosas investigaciones [1-6]. El artículo [1] analiza la influencia de las temperaturas elevadas en las propiedades mecánicas de dos tipos de acero de alta resistencia: S460 y S690.

Los experimentos consistieron en ensayos de tracción uniaxial a 12 temperaturas diferentes, de 20 a 1 000 °C. Los resultados indicaron que el límite elástico y la resistencia a la tracción permanecen invariables hasta los 600 °C. A temperaturas superiores a 600 °C se observa una disminución significativa del límite elástico, en particular con el grado de acero S690. En el artículo [2] se estudió la influencia de las temperaturas elevadas en las propiedades mecánicas de los tipos de acero para la construcción S350, S355, S420 y S460, así como del tipo de acero austenítico X5CrNi18-10. Se realizaron ensayos de tracción a temperaturas superiores a 600 °C para determinar el límite elástico. Los ensayos de tracción se realizaron a temperaturas comprendidas entre 20 y 900 °C. La disminución de las propiedades mecánicas se observa a 600 °C para los aceros de construcción, y a 670 °C para el acero austenítico.