Estudio de la influencia de la incorporación de arenas ferrosas como parte del fundente utilizado en el proceso de soldadura por arco sumergido sobre las propiedades mecánicas y microestructura de juntas soldadas de acero ASTM A572

Abstract

Este estudio experimental establece la influencia al reemplazar parte del fundente del proceso SAW con arenas ferrosas sobre las propiedades mecánicas y microestructurales del metal de soldadura. El principal objetivo es determinar la factibilidad de incorporar arena ferrosa sin procesar al fundente para obtener una junta soldada de acero ASTM A572 con propiedades comparables a una obtenida usando un fundente comercial. Se utilizó fundente neutro y relaciones en peso entre 0,1 y 0,3 para incorporar la arena. Las propiedades mecánicas de las juntas fueron caracterizadas. Se desarrolló el análisis microestructural y medición de microdureza en el metal de soldadura. Se realizó el análisis de composición química por espectrometría AES para establecer la variación de los elementos de aleación. Los resultados muestran que la cantidad de manganeso y silicio se reducen, lo cual conduce a formar estructuras diferentes a la ferrita acicular. Se determina que ante cargas de flexión el comportamiento de la junta obtenida con una relación en peso de 0,1 permanece invariable, pero, la resistencia a la tracción, el límite de fluencia y el porcentaje de elongación se ven comprometidos por la presencia de porosidades atribuidas al oxígeno proveniente de los minerales contenidos en la arena durante la soldadura.This experimental study establishes the influence of replacing part of the flux used in SAW process with ferruginous sand, over, the mechanical properties and microstructure of the weld metal. The aim of this study is to determine the feasibility of incorporating raw ferruginous sand to obtain a welded joint of ASTM A572 steel with comparable properties to one obtained using commercial flux. Weld beads (along the joints) were made using neutral flux, incorporating sand in weight ratios between 0,1 and 0,3. Ultimate tensile strength, toughness, and bending behavior of the welded joints was characterized. Additionally, micrographic analysis and measurements of microhardness on weld metal were performed. The chemical composition of the weld metal samples was analyzed using optical emission spectrometry to verify the variation of alloying elements. The results show that the amount of manganese and silicon is reduced, leading to the formation of nucleate structures different to acicular ferrite. The bending behavior of welded joints obtained when the weight ratio is 0,1 remains unchanged, however, the tensile strength, yielding point, and the percentage of elongation decreases due to the presence of porosity, as a result of the oxygen released from the minerals contained in sand during the process.Díaz Campoverde, Carlos Wime, directo