Microstructure and mechanical properties of GTAW welded joints of AA6105 aluminum alloy

Microestructura y propiedades mecánicas de la soldadura GTAW de aluminio AA6105

La soldadura con arco de tungsteno y gas (GTAW, sigla en inglés) es uno de los métodos más usados para soldar aluminio. En el presente trabajo se estudió la influencia de la corriente y la velocidad de soldadura en la microestructura y las propiedades mecánicas de la zona afectada por el calor de juntas de láminas de aluminio AA6105 con diferentes porcentajes de trabajo en frío soldadas por GTAW. También se evaluaron los cambios microestructurales en la zona de fusión, donde desaparece todo el historial del trabajo en frío. Las muestras fueron examinadas con microscopía óptica y electrónica de barrido; se realizaron ensayos de tracción y mediciones de dureza Vickers. En la zona de fusión se obtuvo una morfología dendrítica, con micro y macro segregación de soluto, lo cual es favorecido por el subenfriamiento constitucional. Cuando aumentaron el calor aportado y la velocidad de soldadura, o esta última se mantuvo constante, fue mayor la segregación de soluto; mientras que con una disminución de la velocidad de soldadura la microestructura obtenida fue más gruesa. En la zona afectada por el calor se produjo cristalización, disolución o engrosamiento de precipitados, que originaron variaciones en la dureza y la resistencia máxima a tracción.

I. INTRODUCCIÓN

El aluminio es uno de los metales más abundantes en la naturaleza, y las aleaciones de aluminio se utilizan ampliamente en la industria debido a sus propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión.

El aluminio es un metal difícil de soldar debido a la capa de óxido que debe eliminarse de su superficie antes de la soldadura. El proceso de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) es uno de los métodos utilizados para soldar aluminio porque es fácil de aplicar, barato y produce uniones de alta calidad. Este proceso se ejecuta con el calor de un arco eléctrico creado entre un hilo de tungsteno no consumible y el metal base en un escudo de gas inerte, normalmente argón, helio o una mezcla de argón/helio, para proteger el metal fundido de la contaminación atmosférica y evitar la oxidación. Si es necesario, el metal de aportación puede añadirse externamente al arco en forma de hilo consumible [1].

Varias investigaciones han analizado el efecto de los parámetros de soldadura sobre la microestructura y las propiedades mecánicas de las aleaciones de aluminio. Singh et al. [2] estudiaron el efecto de la corriente de soldadura sobre la dureza y la microestructura de la aleación de aluminio AA6082 en GTAW, y descubrieron que la dureza a baja corriente era alta y disminuía a medida que aumentaba la corriente; además, la dureza era baja en la pepita, y aumentaba hacia el metal base.

Gulshan y Ahsan [3] investigaron la soldadura GTAW de la aleación de aluminio de la serie 1xxx para mejorar la relación estructura-propiedades de la soldadura mediante el control del aporte de calor.