Artículo de revista
Effect of SMAW manufacturing process in high-cycle fatigue of AISI 304 base metal using AISI 308L filler metal
Autor
Jaramillo S., Hector E.
Buchely, Mario
Colorado Behar, H.A.
Institución
Resumen
El proceso de soldadura por arco de metal protegido (SMAW) se usa comúnmente en muchas aplicaciones debido a su alta versatilidad en la fabricación de piezas, componentes y ensamblajes industriales. Este artículo trata sobre el efecto del proceso SMAW en la fatiga de ciclo alto del acero inoxidable austenítico AISI 304 utilizando metal de aportación AISI 308L. Se evaluaron dos parámetros (factores) diferentes del proceso de fabricación: el tipo de recubrimiento del electrodo y el aporte de calor en el proceso de soldadura. Se compararon tres revestimientos de electrodos diferentes: E308L-15, E308L-16 y E318L-16 Premium. Además, se utilizaron tres niveles de entrada de calor diferentes en el proceso de soldadura para cada recubrimiento de electrodo ("bajo", "medio" y "alto"). Para esta aplicación de soldadura, se utilizaron placas laminadas en frío de 300 mm de longitud, 76,2 mm de ancho, 6,4 mm de espesor de AISI / SAE 304 como material base. formando juntas tipo V-groove en ellos. Después de la soldadura, caracterización de la microestructura mediante microscopía óptica y electrónica de barrido; composición de análisis químico; Ensayo de dureza HRB; Se evaluó la prueba de tracción y el índice de ferrita (FN) de las uniones soldadas. Las pruebas de fatiga se realizaron en la máquina INSTRON 8872. Para analizar los resultados de fatiga, se utilizó el Análisis Cuantitativo de Ensayos de Vida Acelerada, donde se trazaron gráficas S max -N entre todos los factores experimentales (como un experimento factorial). Se encontró que la solidificación de la soldadura muestra un crecimiento dendrítico con morfologías tanto ventriculares como lathy. Los depósitos de electrodos E308L-15 tienen mejor resistencia a la fatiga axial de ciclo alto que los otros depósitos de electrodos. Además, Encontramos que la resistencia a la fatiga de ciclo alto de los depósitos se mejora con menores aportes de calor del proceso de soldadura y mayor FN. Las fallas de material se localizaron entre el depósito de soldadura, a través de la orientación dendrítica en la microestructura que también condujo al crecimiento de la fisura. The shielded metal arc welding (SMAW) process is commonly used in many applications due to its high versatility in the manufacturing of industrial parts, components and assemblies. This paper is about the effect SMAW process on the high-cycle fatigue of austenitic stainless steel AISI 304 using AISI 308L filler metal. Two different parameters (factors) of the manufacturing process were evaluated: type of electrode coating and heat input in the welding process. Three different electrode coating were compared: E308L-15, E308L-16 and E318L-16 Premium. Additionally, three different heat inputs levels were used in the welding process for each electrode covering (“low”, “medium” and “high”). For this welding application, cold rolled plates 300 mm length, 76.2 mm wide, 6.4 mm thick of AISI/SAE 304 were used as base material, making up V-groove type joints on them. After welding, microstructure characterization using optical and scanning electron microscopy; chemical analysis composition; HRB hardness test; tensile test and ferrite number (FN) of the welded joints were evaluated. Fatigue tests were conducted in the INSTRON 8872 machine. To analyze the fatigue results, Quantitative Analysis Accelerated Life Testing was used, wherewith Smax-N graphs were plotted among all the experimental factors (as a factorial experiment). It was found that solidification of weld shows dendrite growth with both ventricular and lathy morphologies. The E308L-15 electrode deposits have better resistance to high cycle axial fatigue than the other electrode deposits. Furthermore, we found that the high-cycle fatigue resistance of the deposits is enhanced at lower heat inputs of welding process and greater FN. Material failures were localized among the weld deposit, through the dendrite orientation on microstructure that also led the growth of the crack